KR100922813B1 - 멀티채널 방식 충격음 검출 장치와 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 특성이 다른 두 개 이상의 마이크를 이용하여 넓은 범위의 음압레벨 대역에서 발생하는 충격음을 검출할 수 있는 멀티채널 방식 충격음 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 음압 감도 또는 음압레벨의 높낮이에 관련된 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크와, 상기 각 마이크의 특성 정보, 또는 상기 각 마이크에서 동시에 입력받은 음향신호를 처리하기 위한 알고리즘과 그에 관련된 정보를 저장하는 메모리와, 상기 각 마이크에서 입력받은 각 음향신호에 포함된 충격음 리듬패턴을 검출한 후, 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 동일하거나, 또는 어느 하나의 음향신호에서만 상기 메모리에 기저장된 충격음 리듬패턴과 동일한 충격음 리듬패턴이 검출될 경우에 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

멀티채널 방식 충격음 검출 장치와 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING IMPACT SOUND IN MULTICHANNEL MANNER}

본 발명은 적어도 특성이 다른 두 개 이상의 마이크를 이용하여 넓은 범위의 음압레벨 대역에서 발생하는 충격음을 검출할 수 있는 멀티채널 방식 충격음 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 스위치는 각종 전기장치를 온/오프시키는 용도로 사용된다.

상기 스위치는 가정에서 조명이나 티브이, 오디오와 같은 가전기기를 제어하는데 이용되지만, 조명 스위치와 같이 특정 장소나 위치에 고정되어 있는 경우에는 사용자가 직접 특정 장소나 위치로 이동한 후 그 스위치를 조작해야 하는 번거로움이 있었다.

이에 따라, 근래에는 박수(특히, 박수 횟수)에 의해 제어되는 스위치가 출시되기도 하였으나, 상기 박수에 의한 스위치 제어방식은 잡음이 많은 장소에서는 박수소리의 인식률이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 잡음으로부터 박수소리를 구분하는 것이 용이하지 않기 때문에 주변기기의 제어에 어려움이 있었다.

또한, 박수소리는 일상 생활 중 다양한 상황(예 : 웃을 때, 주의를 집중시킬 때)에서 자주 발생하기 때문에, 사용자가 의도하지 않은 박수소리에 의해서도 주변장치가 제어될 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 종래와 같이 박수 횟수에 의해서 장치를 제어하는 기술은 제어하고자 하는 주변기기가 많거나, 하나의 주변기기 내에서도 제어하고자 하는 동작이 많아질 경우, 그 주변기기의 개수나 동작의 수에 따라 해당하는 박수 횟수도 증가 되어야하기 때문에, 사용자가 각각의 주변기기에 해당하는 박수 횟수를 기억하기가 쉽지 않아 제어에 어려움이 있었다.

또한, 주변에 많은 박수 횟수(예 : 박수 5회)에 의해 동작하는 장치(예 : 제1 주변기기)와 적은 박수 횟수(예 : 박수 3회)에 의해 동작하는 장치(예 : 제2 주변기기)가 함께 존재할 경우, 제1 주변기기를 작동시키기 위한 박수 소리가 발생했을 때, 의도하지 않은 제2 주변기기도 작동될 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 박수와 같은 충격음을 검출하는 장치는 주변에 존재하는 잡음과 박수소리를 구별하기 위해서 잡음 제거 회로를 부가하거나 복잡한 잡음 제거 알고리즘을 적용시켜야 하기 때문에 고성능의 마이크로 프로세서를 필요로 하여서 장치의 단가를 상승시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 하나의 마이크를 사용하는 장치에서는 충격음 검출을 위한 마이크의 특성에 따라서, 상기 마이크가 검출할 수 있는 음압레벨을 초과하는 큰 충격음이나 상기 마이크가 검출할 수 있는 음압레벨에 미달되는 미세한 충격음이 입력되는 경우, 그 충격음의 검출에 어려움이 있었다.

본 발명은 적어도 두 개 이상의 마이크를 이용하여 넓은 범위의 음압레벨 대역에서 발생하는 충격음을 주변잡음으로부터 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 특성이 다른 두 개 이상의 마이크를 이용하여 검출할 수 있는 충격음의 대역폭을 넓혀 큰 충격음이나 미세한 충격음도 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 주변 상황에 따라 음압레벨 특성이 다른 두 개 이상의 마이크 중 특정 마이크의 입력신호를 선택적으로 이용하여 충격음을 판단할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 음압레벨 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크를 이용하여 넓은 범위의 음압레벨 대역에서 발생하는 충격음을 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 주변 소음보다 상대적으로 큰 충격음이 입력될 경우에 민감도가 작은 마이크에서 입력되는 신호를 선택적으로 이용하여 충격음을 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 평상시보다 상대적으로 작은 충격음이 입력될 경우에 민감도가 큰 마이크에서 입력되는 신호를 선택적으로 이용하여 충격음을 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 예와 관련된 장치는 음압 감도 또는 음압레벨의 높낮이에 관련된 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크와, 상기 각 마이크의 특성 정보, 또는 상기 각 마이크에서 동시에 입력받은 음향신호를 처리하기 위한 알고리즘과 그에 관련된 정보를 저장하는 메모리와, 상기 각 마이크에서 입력받은 각 음향신호에 포함된 충격음 리듬패턴을 검출한 후, 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 동일하거나, 또는 어느 하나의 음향신호에서만 상기 메모리에 기저장된 충격음 리듬패턴과 동일한 충격음 리듬패턴이 검출될 경우에 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 예와 관련된 방법은 각기 다른 음압레벨에서 민감한 특성을 갖는 적어도 두 개 이상의 마이크에서 음향신호를 입력받아 각기 처리하고, 상기 처리된 음향신호들 중 충격음이 검출되는 음향신호를 판단하여 상기 음향신호들 중 어느 하나에서만 충격음이 검출될 경우 그 충격음의 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하도록 이루어진다. 그리고, 상기 음향신호들 모두에서 충격음이 검출될 경우 각 음향신호에서 충격음 리듬패턴을 검출하여 서로 동일한지 비교하고, 상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 동일한 경우 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하도록 이루어진다. 그리고, 상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다를 경우 각 충격음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴이 메모리에 기저장되어 있는지 검출하여, 상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 어느 하나의 충격음 리듬패턴만 메모리에 기저장되어 있는 충격음 리듬패턴과 일치하는 경우에 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하며, 상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 모든 음향신호의 충력음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴들이 메모리에 기저장되어 있을 경우 에러처리 동작을 실행하도록 이루어진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 특성이 다른 두 개 이상의 마이크를 충격음 검출에 이용함으로써 검출할 수 있는 충격음의 대역폭을 넓게하여 큰 충격음이나 미세한 충격음도 더 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 충격음을 검출하기 위하여 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크를 이용함으로써, 주변의 소음환경에 따라 특정 마이크의 입력신호를 선택적으로 입력받아 처리함으로써 충격음 인식률을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 충격음을 검출함에 있어서 음압레벨 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크 중 주변의 소음환경에 따라 충격음 검출이 용이한 마이크의 입력신호를 이용함으로써 충격음의 오인식을 개선할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명과 관련된 충격음을 검출하는 장치와 방법에 대하여 설명한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명은 음압레벨 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크를 통해 출력되는 음향신호를 입력받고, 각 마이크에서 출력되는 음향신호 중 적어도 어느 하나의 입력신호를 처리하여 충격음을 검출할 수 있도록 하는 멀티채널 방식 충격음 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.

또한, 본 실시 예에서는 상기와 같이 적어도 어느 하나의 특정 마이크에서 출력되는 신호를 이용하여 충격음을 검출할 경우, 그 응용 예로서 상기 충격음으로 이루어진 리듬패턴을 검출하고, 그 충격음의 리듬패턴에 따라 해당하는 주변기기의 동작을 제어하는 방법에 대하여 함께 설명하기로 한다.

다만, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지기술 및 그 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명하기로 한다.

본 발명에서 검출하는 충격음이란 충격으로 발생하는 소리를 의미하는 것으로서, 물체에 순간적으로 급격한 힘이 가하여진 경우에 발생하는 소리를 의미한다. 상기 충격음은 손, 입, 발과 같은 사람의 신체를 이용해 발생시킬 수 있으며, 볼펜이나 열쇠와 같은 임의의 물체를 바닥이나 벽, 책상과 같은 다른 임의의 물체에 부딪혀 발생시킬 수도 있다.

또한, 본 발명에서 마이크는 특성이 다른 마이크를 적어도 두 개 이상 사용할 수 있다. 상기 마이크의 특성은 음압 감도 또는 음압레벨의 높낮이에 관련된 특성을 포함하며, 본 실시 예에서는 상기 음압 감도가 높거나 낮을 경우에 민감도가 크거나 민감도가 작다라고 표현할 수 있다. 또한, 상기 마이크는 특정 음압레벨, 또는 특정 음압 대역폭에서 높은 민감도를 가질 수 있다. 따라서, 각기 다른 대역폭에서 민감도가 높은 마이크를 두 개 이상 사용함으로써 본 실시 예의 장치에서 검출할 수 있는 음압 대역폭이 넓어질 수 있다.

이하, 본 실시 예에서 충격음 검출 장치는 상기와 같이 특성이 다른 두 개 이상의 마이크를 사용할 경우, 적어도 어느 하나의 마이크에서 출력되는 신호를 처리하여 충격음을 검출할 수 있다. 그리고, 상기 두 개 이상의 마이크로부터 입력되는 신호를 동시에 처리하여 각각의 충격음을 검출할 수도 있다. 또한, 상기와 같이 검출된 충격음의 리듬을 검출하고 그 검출된 리듬에 따라 해당하는 주변기기를 제어할 수 있다.

도1은 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치의 구성을 보인 일 실시예의 블록도로서, 상기 장치는 상기 검출된 충격음 리듬에 해당하는 신호(또는 제어신호)를 출력하여 해당하는 주변기기나 그 주변기기의 특정 동작을 제어할 수 있다.

상기 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치(100)는, 통신부(110), 입력부(120), 출력부(130), 메모리(140), 인터페이스부(150), 제어부(160) 및 전원 공급부(170) 등을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니며, 상기 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수도 있고 그보다 적은 구성요소에 의해서 구현될 수도 있다.

이하 상기 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴본다.

통신부(110)는 본 발명의 장치(100)와 다수의 주변기기(200A ~ 200N) 간의 유선 또는 무선 통신을 위한 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 인터넷 모듈(111)이나, 근거리 통신 모듈(112) 등을 포함할 수 있다. 상기 무선 인터넷 모듈(111)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 의미하는 것으로 내장되거 나 외장 될 수 있다. 상기 근거리 통신 모듈(112)은 근거리 통신을 위한 모듈을 의미하는 것으로, 블루투스(Bluetooth), 초음파, RFID(Radio Frequency Identification), ZigBee, 적외선(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband) 등이 이용될 수 있다.

입력부(120)는 음향과 사용자의 키 조작을 입력받기 위한 구성요소로서, 음향을 입력받기 위한 마이크(121)와 리듬 패턴 설정이나 리듬 패턴에 대응할 주변기기의 설정을 위한 사용자의 키 조작을 입력받는 키 입력부(122)를 포함할 수 있다.

상기 마이크(121)는 마이크로 폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음향 데이터로 처리한다. 본 실시 예에서 상기 마이크(121)는 음압레벨 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크(121a, 121b)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1 마이크(121a)는 높은 음압레벨 특성을 가질 수 있고, 제2 마이크(121b)는 낮은 음압레벨 특성을 가질 수 있다. 만약, 더 많은 마이크를 구비할 경우에는 음압레벨을 더 세분화시킬 수도 있다. 또한, 상기 음압레벨 특성이 일부분 겹치게 구성할 수도 있다.

여기서, 상기 각 마이크의 특성은 마이크 자체적으로 구현될 수도 있고, 동일한 특성의 마이크에 별도의 전기회로를 부가하여 구현될 수도 있다. 편의상, 상기 각 마이크의 음압레벨 특성을 다르게 구현하는 방법은 본 발명의 요지와 큰 관련이 없으므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 키 입력부(122)는 사용자가 장치의 동작 제어를 위한 명령을 발생하는 것으로, 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

출력부(130)는 알람(alarm)이나 동작 정보 출력을 위한 오디오 정보 또는 텍스트나 이미지와 같은 비디오 정보의 출력을 위한 것으로 디스플레이부(131)와 알람부(132) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(131)는 본 발명의 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치(100)에서 처리되는 정보 또는 동작 상태를 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 장치(100)의 동작 상태를 GUI(Graphic User Interface) 방식으로 표시하거나, 발광 소자(예 : LED)를 이용하여 표시할 수 있다. 상기 디스플레이부(131)는 장치의 구성에 따라 두 개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들어, 동작 상태(예 : 정상 동작 상태, 에러 동작 상태)에 따라 다른 색상을 출력하는 복수의 발광 소자를 사용할 수 있다. 상기 각 동작 상태에 대한 데이터 및 제어 정보는 메모리(140)에 저장될 수 있다.

알람부(132)는 상기 본 발명의 장치(100)에서 처리되는 이벤트 정보 또는 동작 상태를 스피커(speaker)나 부저(Buzzer)와 같은 음향출력 소자를 이용하여 음향 신호를 출력한다. 상기 음향 신호는 단순한 효과음일 수도 있고, 사람의 음성을 이용한 안내 메시지가 될 수도 있다. 상기 이벤트의 예로는 키 입력, 충격음 입력, 에러 발생, 정상 동작 등이 있다. 상기 각 이벤트나 동작 상태에 따른 데이터 및 제어 정보는 메모리(140)에 저장될 수 있다.

메모리(140)는 제어부(160)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 충격음 검출을 위한 정보, 충격음 리듬에 대한 정보, 각 충격음 리듬에 대응하여 출력할 신호 정보, 이벤트 발생이나 동작 상태에 따라 출력할 정보 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 상기 메모리(140)에는 두 개 이상의 특성이 다른 마이크에서 출력되는 신호 중 충격음 검출이 어려울 정도로 잡음이 많이 포함되어 있는 신호의 입력을 차단하거나, 또는 그 신호의 처리를 중지하기 위한 알고리즘 및 각 마이크의 특성 정보를 추가로 저장할 수 있다.

상기 메모리(140)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 다양한 타입의 램(RAM, Random Access Memory) 및 롬(ROM, Read-Only Memory) 중 적어도 한가지 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

인터페이스부(150)는 본 발명의 장치(100)에 연결되는 모든 주변기기와의 인터페이스 역할을 한다. 예를 들어, 전원 연결을 위한 포트, 유/무선 데이터 통신을 위한 포트, 외부 디스플레이 수단이나 입력수단 또는 액츄에이터 수단을 연결하기 위한 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트 등이 포함될 수 있다.

제어부(160)는 통상적으로 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 입력된 음향에서 충격음을 검출하기 위한 음향 처리, 충격음의 판단, 충격음에 의한 리듬 판단 및 판단된 충격음의 리듬에 따른 주변기기 또는 장치(100) 자신의 제어를 수행한다. 여기서, 상기 장치 자신의 제어란, 장치를 대기 모드(standby mode) 또는 동작 모드(active mode)로 전환시키는 것을 의미한다. 상기 동작 모드에서는 주변기기를 제어할 수 있지만, 대기 모드 상태에서는 주변기기를 제어할 수 없고 동작 모드로 전환시키기 위한 충격 음만 인식할 수 있다.

그리고, 본 실시 예와 같이 적어도 두 개 이상의 마이크를 구비할 경우, 제어부(160)는 상기 마이크들에서 출력되는 신호를 각각 처리하여 충격음을 검출할 수 있다. 그러나, 상기 신호들 중에서 충격음의 검출이 어려울 정도로 많은 잡음이 포함되어 있을 경우에는 그 신호의 입력을 차단하거나 그 신호의 처리를 중지하고, 다른 마이크에서 입력되는 신호로부터 충격음을 검출할 수 있다. 즉, 주변의 소음상태에 따라 적절한 특성(충격음 검출이 용이한 특성)의 마이크에서 출력되는 신호를 선택하여 충격음을 검출하는 것이다. 상기와 같이 주변 잡음으로부터 좀 더 명확하게 구별할 수 있는 충격음이 포함된 신호(Sound Signal)를 입력받아 처리함으로써 충격음의 오인식을 줄여 정확성을 높일 수 있게 된다.

전원 공급부(170)는 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈 또는 DSP(digital signal processors)나 PLD(programmable logic devices) 또는 마이크로프로세서(Micro processor)와 같은 하드웨어를 이용해서 구현될 수 있다. 이때, 소프트웨어 코드는 메모리(140)에 저장되고 제어부(160)에 의해 실행될 수 있다.

이하, 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 동작에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도2는 본 발명에 따라 적어도 두 개 이상의 마이크에서 출력되는 신호를 처리하기 위한 구성을 보인 일 실시예의 블록도로서, 이에 도시된 각 구성요소는 별 도의 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(160) 내에 한 구성요소로서 구성될 수도 있고, 또는 소프트웨어 모듈로 이루어져 제어부(160)에서 수행될 수 있도록 구성될 수도 있다.

이에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 적어도 두 개의 마이크(121a, 121b)에서 출력되는 신호를 별도의 신호 입력포트를 통해 입력받을 수 있다. 이와 같이 각각의 마이크에서 출력되는 신호를 별도의 신호 입력포트를 통해 입력받을 경우, 제어부(160)는 내부적으로 포트 스위칭을 통해 두 마이크에서 출력되는 신호를 모두 입력받거나, 어느 하나의 마이크에서 출력되는 신호를 선택적으로 입력받을 수 있다.

또는, 외부에 별도의 스위칭부(180)를 구비할 경우에는 상기 스위칭부(180)의 일 측(입력측)에 각 마이크를 연결하고 타 측(출력측)을 제어부(160)의 특정 포트에 연결한다. 그리고, 그 스위칭부(180)에 제어신호(또는 스위칭 신호)를 출력하여 두 마이크에서 출력되는 신호를 모두 입력받거나, 어느 하나의 마이크에서 출력되는 신호만 선택적으로 입력받을 수 있다.

본 실시 예에서 제어부(160)는 두 개의 마이크(121a, 121b)로부터 입력받은 신호를 병렬로 처리하는데 각 신호의 처리 방법은 동일하거나 조금씩 다를 수도 있지만, 이하에서는 어느 하나의 마이크에서 출력되는 신호를 처리하는 방법에 대해서만 설명한다.

도3은 본 발명에 따라 마이크로부터 입력받은 신호에서 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치의 구성을 보인 일 실시예의 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 마이크(121)를 통해 음향 신호가 입력되면 A/D 변환부(161)를 통해 음향 신호를 특정 주파수(예 : 8KHz, 16KHz)로 샘플링한다. 그리고, 도4a에 도시된 바와 같이 그 입력된 음향 신호의 레벨(진폭)에 따른 디지털 값(예 : 0 ~ 64,000, 또는 -32,000 ~ +32,000)으로 변환하여 출력한다. 이에 도시된 바와 같이 신호의 레벨이 높을수록 큰 값을 갖는 디지털 값으로 변환되고, 신호의 레벨이 낮을수록 작은 값을 갖는 디지털 값으로 변환된다.

이때, 상기 각 마이크(121a, 121b)의 음압레벨 특성이 다를 경우에는 상기 A/D 변환부(161)를 통해 출력되는 각 마이크의 음향 신호도 다르게 된다. 예를 들어, 도4b 내지 도4d는 특정 음압레벨에서 민감도가 큰(=민감한) 마이크(121a)와 민감도가 작은(=둔감한) 마이크(121b)에서 검출된 음향 신호를 비교한 도면이다.

도4b에 도시된 바와 같이 주변이 조용한 상태에서 충격음(예 : 박수)이 입력될 경우 민감한 마이크(121a)는 충격음이 적절한 레벨로 잘 검출된다(301). 그러나, 동일한 조건에서 둔감한 마이크(121b)는 충격음이 상대적으로 아주 작은 레벨로 검출된다(302). 따라서, 이 경우 제어부(160)는 상기 민감한 마이크(121a)에서 출력된 신호를 처리하여 충격음을 검출할 수 있다.

또한, 도4c에 도시된 바와 같이 주변에 특정한 잡음(예 : 라디오 소리)(303)이 있는 상태에서 충격음이 입력될 경우 민감한 마이크(121a)는 충격음(304)이 주변 소음에 섞여서 박수가 잘 구별되지 않는다(305). 그러나, 동일한 조건에서 둔감한 마이크(121b)는 주변 소음에 비하여 박수가 잘 구별된다(306). 따라서, 이 경우 제어부(160)는 상기 둔감한 마이크(121b)에서 출력된 신호를 처리하여 충격음을 검 출할 수 있다.

다시 말해, 티브이나 라디오를 켜둔 상태이거나, 여러 사람이 대화를 나누고 있을 경우, 주변 소음보다 상대적으로 큰 충격음이 입력되면, 제어부(160)는 주변소음이 거의 입력되지 않는 둔감한 마이크로 충격음을 검출할 수 있다. 이때 주변 소음이 잘 입력되고 있는 민감한 마이크는 충격음 검출 알고리즘의 분산값이 커지게 되므로, 입력 가능한 최대값이 입력되어도 제어부(160)는 충격음으로 인식하지 않는 상태로 전환되기 때문에 소음에 의한 오인식이 원천 차단된다.

또한, 도4d에 도시된 바와 같이 화장실이나 복도와 같이 사운드가 울리는 장소에서 충격음이 입력될 경우 민감한 마이크(121a)는 주변의 울림으로 인하여 충격음이 몇 개인지 잘 구별되지 않는다(307). 그러나, 동일한 조건에서 둔감한 마이크(121b)는 울림이 있긴 하지만 상대적으로 충격음의 구분이 가능한 신호가 출력된다(308). 따라서, 이 경우 제어부(160)는 상기 둔감한 마이크(121b)에서 출력된 신호를 처리하여 충격음을 검출할 수 있다.

다시 말해, 화장실이나 복도와 같이 울림이 심한 장소에서 둔감한 마이크는 충격음이 두껍게 입력되지 않으므로 제어부(160)는 충격음의 인식률을 향상시킬 수 있다. 즉, 종래의 마이크 하나를 사용하여 충격음을 검출하는 단독채널 방식의 충격음 검출 방법의 경우 음성과 같은 비충격음과 박수와 같은 충격음이 비슷한 파형으로 입력되는 경향이 강하기 때문에 제어부(160)에서 상기 비충격음과 충격음을 정확하게 구별하는데 어려움이 있었다. 그러나, 본 발명은 단독채널 방식의 충격음 검출 방법이 소음환경에서 발생할 수 있는 오인식 확률을 낮출 수 있도록 한다. 즉, 상기 비충격음과 충격음을 더 정확하게 구별할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 종래의 단독채널 방식의 충격음 검출 방법과 대비하기 위하여 멀티채널 방식의 충격음 검출 방법이라고 할 수 있으며, 종래의 단독채널 방식의 충격음 검출 방법에 비하여, 주변에 음성(목소리)과 같은 비충격 소음이 있을 경우에도 둔감한 마이크를 이용해 검출된 음향신호로부터 상기 비충격 소음보다 더 큰 소리로 입력되는 충격음을 더 정확하게 검출할 수 있도록 한다.

음향 프레임 처리부(162)는 상기 레벨에 따라 디지털 값으로 변환된 음향 신호를 소정의 시간 간격(예 : 50ms)을 갖는 프레임 단위로 구분하고, 각 프레임에서 최대값을 갖는 음향 신호를 해당 프레임의 음향 피크치(Pc)로 설정한다. 만약, 실제적인 음향 신호 처리 과정에서 상기 음향 신호가 불안정할 경우에는(예 : 주변 잡음이 있을 경우나, 주변 잡음이 없더라도 전원 공급이 불안정할 경우에는 신호가 불안정할 수 있다), 최대값과 최소값 간의 차이값을 이용하여 최대값을 갖는 음향 신호를 검출할 수도 있다.

본 실시 예에서 제어부(160)는 상기 음향 프레임 처리부(162)를 제어하여, 각 마이크(121a, 121b)로부터 입력받은 신호를 순차로 처리할 수 있다. 예컨대, 각 마이크에서 입력되는 신호를 각기 메모리(140)의 특정 영역에 버퍼링하고, 제1 마이크(121a)에서 입력받은 음향 신호의 프레임과 제2 마이크(121b)에서 입력받은 음향 신호의 프레임을 순차로 처리할 수 있다.

이때, 상기 제어부(160)에서 한 프레임을 처리하는데 소요되는 처리시간은 약 20ms 정도로서 한 프레임의 크기(예 : 50ms)보다 작기 때문에, 즉, 프레임 처리 시간이 한 프레임의 시간 간격(예 : 50ms)보다 두 배 이상 빠르기 때문에, 한 프레임의 시간 간격 동안(예 : 50ms) 제1,2 마이크(121a, 121b)에서 입력받은 신호를 모두 처리할 수 있다. 즉, 거의 동일한 시간동안(예 : 50ms 이내)에 각 마이크에서 입력받은 음향 신호의 해당 프레임에서 음향 피크치(Pc)를 검출할 수 있는 것이다.

그러나, 만약 제어부(160)의 성능이 떨어지는 경우, 예를 들어 상기 제어부(160)에서 한 프레임을 처리하는데 소되는 처리시간이 약 30ms 정도라고 가정할 경우, 한 프레임의 시간 간격 동안(예 : 50ms)에 두 프레임을 처리할 수 없으므로, 즉, 프레임 처리 시간이 한 프레임의 시간 간격(예 : 50ms)보다 두 배 이상 빠르지 않으므로, 제1 마이크(121a)의 신호를 버퍼링하는 동안 제2 마이크(121b)의 신호를 처리하고, 반대로 제2 마이크(121)의 신호를 버퍼링하는 동안 제1 마이크(121a)의 신호를 번갈아가며 처리할 수 있다.

또한, 상기 음향 프레임 처리부(162)는 도5a에 도시된 바와 같이 기설정된 소정개(예 : 100 개)의 프레임에 대하여 각 프레임의 음향 피크치(Pc)에 대한 크기 평균값(Pa)을 산출한다. 상기 크기 평균값(Pa)을 계산하기 위한 소정개의 프레임은, 새로운 프레임이 입력될 때마다, 시간상으로 가장 먼저 입력된 프레임(가장 오래된 프레임)을 배제하고, 상기 새로운 프레임(현재 프레임)을 추가함으로써, 항상 일정한 프레임 수(예 : 100)를 유지한다. 예컨대, 상기 크기 평균값(Pa)은 주변 소음의 크기에 비례하여 커지거나 작아진다.

상기와 같은 프레임 처리 과정은 각 마이크(121a, 121b)에서 출력된 신호에 대하여 각각 실행된다. 즉, 각 마이크에서 출력된 신호에 대하여 각각 크기 평균 값(Pa)을 산출한다.

따라서, 본 발명에서는 크기 평균값(Pa)이 작을 경우에는 충격음 검출을 위한 기준치(검출 임계치)의 기본 설정배율(T)을 크게 하고(예 : 크기 평균값의 5-10배), 크기 평균값(Pa)이 클 경우에는 충격음 검출을 위한 기준치(검출 임계치)의 기본 설정배율(T)을 작게 한다(예 : 크기 평균값의 2-3배). 예컨대, 도5b에 도시된 바와 같이 크기 평균값(Pa)이 100 정도로 작을 경우에 검출 임계치의 기본 설정배율(T)은 10 정도로 설정하고, 크기 평균값(Pa)이 500 정도로 클 경우에 검출 임계치의 기본 설정배율(T)을 3 정도로 설정하는 것이다.

상기 기본 설정배율(T)은 실험에 의한 통계치에 의해 미리 설정해 둘 수 있다. 그러나, 상기 기본 설정배율(T)은 주변잡음이 항상 동일한 경우에 적용할 수 있는 것으로, 실제로 주변에 존재할 수 있는 잡음은 도5c에 도시된 바와 같이 변화 폭이 큰 잡음(N1)과 변화폭이 작은 잡음(N2)이 다양하게 존재할 수 있다.

따라서, 상기 두 잡음(N1, N2)에 대한 크기 평균값(Pa)은 같을 수 있지만 분산 정도는 다를 수 있다.

따라서, 상기 음향 프레임 처리부(162)는 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)가 상기 산출된 크기 평균값(Pa)으로부터 얼마나 분산되어 있는지를 판단하기 위하여 분산 평균값(Da)을 산출한다. 즉, 분산 평균값(Da)이란 주변에 분포하는 잡음의 종류가 티브이(TV)에서 발생하는 잡음과 같이 변화폭이 큰 임펄스형 잡음인지, 냉장고에서 발생하는 잡음과 같이 변화폭이 작은 지속형 잡음인지를 판단하기 위한 것으로, 상기 크기 평균값(Pa)과 마찬가지로 소정개(예 : 100개)의 프레임에 대한 각 프레임의 분산값을 평균한 값으로 매 프레임마다 갱신을 수행한다.

이때, 상기 각 프레임의 분산값을 산출하기 위해서는 제곱과 루트를 이용하는 공지된 임의의 분산 계산식들 중 하나를 이용할 수도 있지만, 본 발명에서는 계산량을 줄이기 위하여 상기 크기 평균값(Pa)과 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)와의 차이값으로 대신할 수 있다.

상기 분산 평균값(Da)은 주변 소음의 크기가 변화하는 정도에 따라, 즉, 주변 소음의 크기 변화가 클 경우(예 : 티브이를 시청하고 있는 정도)에는 값이 커지고, 주변 소음의 크기가 변화없이 거의 일정할 경우(예 : 소곤소곤 대화를 나누는 정도)에는 값이 작아진다.

따라서, 본 발명에서는 상기 검출 임계치를 설정할 때 분산 평균값(Da)을 반영한다. 즉, 상기 크기 평균값(Pa)에 대한 분산 평균값(Da)의 상대적인 비율을 반영하는 가중치(W = 1+(Da/Pa))를 산출하고, 그 가중치(W)를 상기 검출 임계치의 기본 설정배율(T)에 곱한 값(T*W)을 검출 임계치의 최종 설정배율(Tf = T*W)로 결정한다. 즉, 상기 분산 평균값(Da)이 클 경우에는 가중치(W)도 커지고, 분산 평균값(Da)이 작을 경우에는 가중치(W)도 작아진다.

예컨대, 크기 평균값(Pa)이 100이고 분산 평균값(Da)이 100이라고 가정할 경우, 가중치(W = 1+(Da/Pa))는 2가 되지만, 분산 평균값(Da)이 상대적으로 큰 200이라고 가정할 경우에는 가중치(W = 1+(Da/Pa))도 3으로 커지게 된다. 따라서, 가중치(W)를 설정하지 않았을 때의 기본 설정배율(T)을 10 이라고 가정할 때, 충격음 검출을 위한 임계치의 최종 설정배율(Tf)은, 분산 평균값(Da)이 클 때의 가중 치(W=3)를 적용할 경우 30 이 되고, 분산 평균값(Da)이 작을 때의 가중치(W=2)를 적용할 경우 20 이 된다. 즉, 크기 평균값(Pa)이 같더라도 변화폭이 큰 잡음 환경에서는 크기 평균값(Pa)의 30배 이상인 충격음이 입력되었을 때 충격음으로 인식하고, 변화폭이 작은 잡음 환경에서는 크기 평균값(Pa)의 20배 이상의 충격음이 입력되면 충격음으로 인식하는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 입력된 음향의 크기 평균값(Pa)과 그 음향의 분산 평균값(Da)을 동시에 고려하여, 충격음 검출을 위한 임계치를 주변에 존재하는 잡음의 종류(잡음의 분산 정도)와 크기 변화폭에 따라 적응적으로 변경되도록 함으로써, 주변상황에 따라서 잡음과 충격음을 정확히 구별하여 인식할 수 있도록 한다.

즉, 주변에 크기 평균값(Pa)과 차이가 큰 잡음(크기 변화가 큰 잡음)이 있을 경우에는 검출 임계치의 최종 설정배율(Tf)이 상대적으로 더 크게 설정되도록 함으로써, 동일한 크기 평균값(Pa)을 갖지만 그 크기 평균값(Pa)과 차이가 거의 없는 잡음(크기 변화가 거의 없이 일정한 잡음)이 있는 경우보다, 상대적으로 더 큰 충격음이 입력될 경우에만 충격음으로 인식하도록 한다. 그리고, 주변에 크기 평균값(Pa)과 차이가 거의 없는 잡음(크기 변화가 거의 없이 일정한 잡음)이 있을 경우에는 검출 임계치의 최종 설정배율(Tf)이 상대적으로 더 작게 설정되도록 함으로써, 동일한 크기 평균값(Pa)을 갖지만 그 크기 평균값(Pa)과 차이가 큰 잡음(크기 변화가 큰 잡음)이 있을 경우보다, 상대적으로 더 작은 충격음이 입력되더라도 충격음으로 인식할 수 있도록 하는 것이다.

충격음 판단부(163)는 각 프레임의 음향 피크치(Pc)를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa)이 상기 가중치(W)를 적용한 최종 검출 임계치의 설정배율(Tf = T*W)보다 크다면 충격음이 시작된 것으로 판단하고(정확하게는, 충격음이 될 가능성이 있는 음향이 입력된 것으로 판단하고), 그 충격음 입력시간을 메모리(140)의 특정 영역에 저장한다.

참고로, 주변에 잡음이 없는 경우를 가정할 때 음향신호에는 리플이 포함되지 않아야 하지만, 전원의 공급상태가 좋지 않을 경우에는 신호의 흐름이 파도처럼 흔들릴 수 있으며, 그런 상태에서는 음향 피크치(Pc)도 변화가 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 상기 파도 현상의 영향을 피하기 위하여, 상술한 바와 같이 음향 피크치(Pc)를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa)을 충격음 판단을 위한 음향 피크치로 사용하고, 검출 임계치 설정을 위한 최종 설정배율(Tf)과의 비교에 의해 충격음을 판단하는 것이다.

예컨대, 도5d에 도시된 바와 같이 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)가 200, 크기 평균값(Pa)이 10, 가중치(W)가 1.5, 가중치를 적용하지 않은 기본 설정배율(T)이 10 이라고 가정할 때, 최종 설정배율(Tf)은 15가 된다. 따라서, 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa = 20)이 상기 가중치(W)를 적용한 최종 설정배율(Tf = 15)보다 크므로 충격음 입력이 시작된 것으로 판단한다. 그리고, 상기 최종 설정배율(Tf) 보다 큰 충격음이 기설정된 특정 프레임 수 이내에서 다시 크기 평균값(Pa) 가까이 작아지면 충격음으로 최종 판정한다.

그리고, 상기 충격음으로 판정된 프레임의 시간정보(예 : 충격음으로 판정된 프레임의 시간, 또는 충격음으로 판정된 각 프레임의 시간간격 등)를 순차로 메모 리(140)의 특정 영역에 저장한다. 또한, 상기 충격음 판단부(163)는 상기 충격음 검출 후 소정시간 동안(예 : 500ms) 더 이상 충격음이 입력되지 않으면 충격음의 리듬 입력이 종료된 것으로 판단한다.

한편, 상기 최종 설정배율(Tf) 이상인 충격음이 기설정된 프레임 수를 초과하는 경우에는 충격음으로 판정하지 않을 수 있으며, 상기 충격음 판단을 위해서 상기 충격음이 유지될 수 있는 프레임 수(충격음 유지시간)는 주변상황(예 : 울림이 있는 장소, 울림이 없는 장소)을 고려하여 설정할 수 있다. 예를 들어, 도4d의 민감한 마이크(121a)에서 출력된 신호(307)와 같이 충격음의 레벨이 너무 커서 기설정된 프레임 수를 초과하는 경우에는 충격음으로 판정하지 않을 수 있다. 그러나, 이 경우에 본 발명에서는 둔감한 마이크(121b)에서 출력된 신호(308)를 이용해서 충격음을 판정할 수 있다.

리듬 판단부(164)는 상기 메모리(140)에 저장해 둔 충격음의 개수 및 그 충격음에 대한 시간정보를 바탕으로 현재 입력된 충격음에 의한 리듬패턴을 생성하여 기저장되어 있는 리듬패턴과 비교한다. 상기 리듬패턴의 비교를 통해 기저장되어 있는 다수의 리듬패턴 중 오차범위(예 : 5%) 내에서 일치되는 리듬패턴을 검출한다. 예컨대, 도4a를 참조하면, 충격음의 개수가 5개(C1 ~ C5)이고 각 충격음 사이의 시간간격(t1 ~ t4)이 각각 200, 400, 200, 400(ms) 라고 가정할 경우, 기저장되어 있는 리듬패턴 중 충격음의 개수가 5개인 리듬패턴을 검출하고, 그 리듬패턴 중 충격음의 시간간격이 상기 입력된 충격음 리듬패턴의 시간간격과 특정 오차범위 이내에서 동일한 리듬패턴을 검출한다.

한편, 상기 리듬 패턴은 사용자에 따라 그 박자(속도)가 다를 수 있다. 예컨대, 상기 각 충격음(C1 ~ C5) 사이의 시간간격(t1 ~ t4)이 160, 320, 160, 320(ms) 로 빨라질 수도 있고, 230, 460, 230, 460(ms) 로 느려질 수도 있다.

따라서, 상기 리듬 판단부(164)는 상기 리듬패턴을 검출하기 위하여 박자를 맞추는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 상기 입력된 각 충격음의 시간간격을 일정 비율로 늘리거나 줄임으로써, 기저장되어 있는 리듬패턴의 시간간격과 일치시킨 후(즉, 상기 입력된 충격음 리듬패턴을 기저장되어 있는 리듬패턴의 박자와 일치시킨 후), 특정 오차범위 이내에서 동일한 리듬패턴을 검출할 수 있다. 예컨대, 기저장되어 있는 리듬패턴의 총 시간간격이 1200ms(200+400+200+400)라고 할 때, 상기 입력된 충격음의 총 시간간격(960ms=160+320+160+320)을 상기 1200ms가 되도록 일정 비율로 확장한 후, 각 충격음 사이의 시간간격을 기저장된 리듬패턴의 각 시간간격과 비교하여, 오차범위 이내에서 동일한 리듬패턴인지를 판단하는 것이다.

신호 출력부(165)는 상기 리듬 판단부(164)를 통해 검출된 리듬패턴에 해당하는 기설정된 신호(또는 제어신호)를 해당하는 주변기기를 제어하기 위해 출력한다. 또는 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치(100)의 내부 동작을 제어할 수도 있다.

상술한 구성요소들은 제어부(160)의 제어를 받아 동작할 수 있다.

도6a 내지 도6e는 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도6a 내지 도6e에 도시된 바와 같이 본 발명에 관련된 장치(100)가 턴 온 되 면, 각 마이크(121a, 121b)를 통해 음향신호를 입력받고, 각 음향신호를 디지털 값으로 변환하여 출력한다. 제어부(160)는 상기 각 디지털 값을 처리하여 각 음향신호에서 충격음이 입력되었는지 여부를 판단한다. 상기 충격음은 두 신호에서 모두 입력될 수도 있고 어느 하나의 신호에서만 입력될 수도 있다. 이때 제어부(160)는 충격음이 입력되지 않은 음향신호의 처리를 중지할 수 있고, 상기 처리를 중지하는 시간은 다른 음향신호의 처리가 완료될 때까지로 한정할 수 있다. 즉, 다른 음향신호의 처리가 완료되면 다시 두 마이크에서 입력받은 음향신호를 처리할 수 있다.

상기와 같이 두 음향신호 중 적어도 어느 하나에서 충격음이 검출될 경우, 제어부(160)는 그 충격음의 리듬을 판단하여 그 충격음 리듬에 해당하는 제어신호를 출력하여 주변기기를 제어한다.

이하, 그 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도6a는 본 발명에 관련된 일 예로서 크기 평균값에 의한 기본 설정배율에 따라 기본 검출 임계치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도6a에 도시된 바와 같이 제어부(160)는 두 마이크(121a, 121b)로부터 각각 음향신호가 입력되면(S101) 각 음향신호를 디지털 값으로 변환하고(S102), 각 음향신호를 소정시간의 프레임 단위로 구분하여 각 프레임에서 디지털 값이 최대인 음향 피크치(Pc)를 검출한다(S103). 그리고, 상기 각 프레임의 음향 피크치(Pc)에 대한 크기 평균값(Pa)을 기설정된 소정개의 프레임에 대하여 산출한다(S104). 그리고, 상기 크기 평균값(Pa)을 이용하여 기설정된 기본 설정배율(T)에 따른 기본 검출 임계치를 산출할 수 있다(S105).

상기 기본 설정배율(T)은 경험치로서 메모리(140)에 미리 저장해둘 수 있다. 그리고, 상기 각 값들(예 : Pa, Pc, T)은 각 음향신호에 대하여 별도로 검출하여 저장할 수 있다.

그러나, 본 발명에서는 충격음 검출의 정확성을 높이기 위하여 잡음의 분산 평균값(Da)을 반영한 검출 임계치를 설정한다.

도6b는 본 발명에 관련된 일 예로서 기본 설정배율(T)에 잡음의 분산 정도에 따른 가중치를 반영한 최종 설정배율을 산출하고 그에 따라 최종 검출 임계치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도6b에 도시된 바와 같이 제어부(160)는 각 음향신호에 대하여 잡음의 분산 평균값(Da)을 산출하고(S201), 크기 평균값(Pa)에 대한 분산 평균값(Da)의 비율을 이용하여 잡음의 변화폭에 따른 가중치(W = 1+(Da/Pa))를 산출한다(S202). 그리고, 상기 산출된 가중치(W)를 기본 설정배율(T)에 곱하여 최종 검출 임계치 설정을 위한 설정배율(Tf)을 산출한다(S203). 즉, 상기 최종 설정배율(Tf)에 의해 충격음 검출을 위한 최종 임계치가 결정된다.

상기 가중치(W = 1+(Da/Pa))는 크기 평균값(Pa)에 대한 분산 평균값(Da)의 상대적인 비율(Da/Pa)이 반영된 값이다.

도6c는 본 발명에 관련된 일 예로서 최종 설정배율에 의해 설정된 검출 임계치를 이용하여 충격음을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도6c에 도시된 바와 같이 제어부(160)는 각 음향신호에 대하여 상기 검출 임계치 결정을 위한 최종 설정배율(Tf)이 산출되면, 현재 프레임의 음향 피크치(Pc) 를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa)을 산출하고(S301), 그 산출된 값이 상기 최종 설정배율(Tf = T*W)보다 큰 경우((Pc/Pa)>Tf) 충격음으로 판단한다(S302, S303). 이때, 상기 충격음으로 판단되는 음향신호는 기설정된 소정 프레임 수 이상을 초과하지 않아야 한다.

도6d는 본 발명에 관련된 일 예로서 입력된 충격음 리듬에 해당하는 주변기기에 기설정된 제어신호를 출력하여 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도6d를 참조하면 상기 제어부(160)는 각 음향신호에서 판단된 충격음의 개수와 각 충격음 사이의 시간간격 정보를 메모리(140)에 저장하고, 그 충격음의 개수와 시간간격 정보에 의해 충격음 리듬패턴을 판단한다(S401).

그리고, 상기 입력된 충격음 리듬패턴과 메모리(140)에 기저장되어 있는 충격음 리듬패턴을 비교하여(S402), 오차범위 내에서 일치되는 리듬패턴을 검출하고(S403), 상기 검출된 리듬패턴에 해당하는 신호(또는 제어신호)를 출력하여 주변기기를 제어한다(S404).

도6e는 본 발명에 관련된 일 예로서 복수의 음향신호를 입력받을 경우의 충격음 리듬을 검출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이 제어부(160)는 복수의 음향신호를 입력받고(S501) 그 음향신호를 각기 처리한다(S502). 그리고, 각 음향신호에서 충격음이 검출되는 음향신호를 판단한다(S503). 만약, 상기 음향신호들 중 어느 하나에서만 충격음이 검출될 경우(S503의 아니오), 상기 도6d에서 설명한 방법을 이용하여 상기 하나의 음향신호에서 검출된 충격음으로 이루어진 리듬패턴을 검출하여 그 리듬패턴에 해당 하는 주변기기를 제어한다(S512).

그런데, 상기 복수의 음향신호 모두에서 충격음이 검출될 경우(S503의 예), 각각의 음향신호에서 충격음 리듬패턴을 검출한다(S504). 그리고, 각 음향신호의 충격음 리듬패턴을 서로 비교하여(S505) 각 충격음 리듬패턴이 동일한 리듬패턴인지 판단한다(S506). 그리고, 상기 판단한 각 음향신호의 리듬패턴이 동일한 경우(S506의 예), 그 리듬패턴에 해당하는 신호(또는 제어신호)를 출력하여 주변기기를 제어한다(S512). 예컨대, 본 발명과 같이 특성이 다른 복수의 마이크를 사용하여 충격음을 검출할 경우, 각 음향신호에서 검출할 수 있는 충격음의 개수가 다를 수 있다. 이와 같이 충격음의 개수가 다를 경우에는 리듬패턴도 달라지게 된다. 왜냐하면, 각 마이크에 입력되는 음향신호가 동일하더라도 각 마이크에서 출력되는 음향신호로부터 검출되는 충격음 리듬패턴은 다를 수 있기 때문이다.

그러나, 상기 판단한 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 다를 경우(S506의 아니오), 각 충격음 리듬패턴과 메모리(140)에 기저장되어 있는 충격음 리듬패턴을 비교하여(S507) 오차범위 내에서 일치되는 리듬패턴이 있는지 검출한다(S508). 만약, 각 음향신호의 충력음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴이 메모리(140)에 모두 저장되어 있을 경우에는(S508의 아니오) 에러로 판단하여 기설정된 에러처리 동작을 수행한다(S509). 상기 에러처리 동작은 출력부(130)를 통해 에러 메시지(또는 알람)를 출력하는 것이다.

한편, 상기 판단한 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 어느 하나의 충격음 리듬패턴만 상기 메모리(140)에 저장된 리듬패턴과 일치하는 경우에 는(S508의 예) 그 리듬패턴에 해당하는 신호(또는 제어신호)를 출력하여 주변기기를 제어한다(S512).

여기서, 상기 메모리(140)에는 다수의 충격음 리듬패턴을 저장할 수 있고, 상기 메모리(140)에 저장되는 다수의 충격음 리듬패턴은 입력부(120)를 통해 리듬패턴 저장 모드를 설정한 후, 충격음 리듬패턴과 각 충격음 리듬패턴에 대응하여 제어할 주변기기 또는 특정 주변기기의 동작을 설정할 수 있다. 이때, 하나의 리듬패턴에 대하여 다수의 주변기기 또는 동작을 동시에 설정할 수도 있다. 또한, 상기 리듬패턴 설정을 위한 정보가 출력부(130)를 통해 출력될 수 있으며, 컴퓨터(PC)와의 인터페이스를 통해 컴퓨터에서 편집한 정보를 전송하여 메모리(140)에 저장해 둘 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 민감한 특성의 마이크에서 출력되는 음향신호를 이용하여 한밤중과 같이 주변이 아주 조용한 장소에서 아주 작은 소리(예 : 어린아이의 박수소리)로 입력되는 충격음도 종래보다 더 정확하게 검출할 수 있고, 또한 둔감한 특성의 마이크에서 출력되는 음향신호를 이용하여 충격음 검출 장치에 아주 가까이 접근해서 입력되는 충격음(예 : 변동폭이 큰 충격음)도 종래보다 더 정확하게 검출할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 관련된 충격음 및 그 충격음 리듬을 이용하여 주변기기를 제어하는 장치(100)는 도7에 도시된 바와 같이 통신부(110) 또는 인터페이스부(150)를 통해 무선 또는 유선 방식으로 다양한 주변기기(200A ~ 200N)와 동시에 인터페이스 할 수도 있으며, 또 다른 다수의 장치(100)와 네트워크를 형성 할 수도 있다.

또한, 리듬패턴 설정에 따라서 한번에 다수의 주변기기를 동시에 제어할 수도 있고(예 : 여러 방의 조명을 동시에 온/오프), 다수의 주변기기 중 어느 하나를 선택하여 특정한 동작을 제어할 수도 있다(예 : 조명, 티브이, 에어컨, 도어락 등을 각각 온/오프).

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치의 구성을 보인 일 실시 예의 블록도.

도 2는 본 발명에 따라 적어도 두 개 이상의 마이크에서 출력되는 신호를 처리하기 위한 구성을 보인 일 실시예의 블록도.

도 3은 본 발명에 따라 마이크로부터 입력받은 신호에서 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치의 구성을 보인 일 실시예의 블록도.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따라 특성이 다른 복수의 마이크에서 입력되는 음향신호를 비교하여 설명하기 위한 그래프의 일 예시도.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 관련된 충격음 검출 방법을 설명하기 위한 그래프의 일 예시도.

도 6a는 본 발명에 관련된 일 예로서 크기 평균값에 의한 기본 설정배율에 따라 기본 검출 임계치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 6b는 본 발명에 관련된 일 예로서 기본 설정배율(T)에 잡음의 분산 정도에 따른 가중치를 반영한 최종 설정배율을 산출하고 그에 따라 최종 검출 임계치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 6c는 본 발명에 관련된 일 예로서 최종 설정배율에 의해 설정된 검출 임계치를 이용하여 충격음을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 6d는 본 발명에 관련된 일 예로서 입력된 충격음 리듬에 해당하는 주변기기에 기설정된 제어신호를 출력하여 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 6e는 본 발명에 관련된 일 예로서 복수의 음향신호를 입력받을 경우의 충격음 리듬을 검출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 7은 본 발명에 관련된 장치를 적용하여 사용하는 방법을 설명하기 위한 일 예시도.

Claims (8)

1. 음압 감도 또는 음압레벨의 높낮이에 관련된 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크와;

   상기 각 마이크의 특성 정보, 또는 상기 각 마이크에서 동시에 입력받은 음향신호를 처리하기 위한 알고리즘과 그에 관련된 정보를 저장하는 메모리와;

   상기 각 마이크에서 입력받은 각 음향신호에 포함된 충격음 리듬패턴을 검출한 후, 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 동일하거나, 또는 어느 하나의 음향신호에서만 상기 메모리에 기저장된 충격음 리듬패턴과 동일한 충격음 리듬패턴이 검출될 경우에 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티채널 방식 충격음 검출 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,

   주변의 소음상태에 따라 상기 음향신호들 중에서 충격음의 검출이 어려운 음향신호의 입력을 차단하거나 그 음향신호의 처리를 중지하고, 충격음 검출이 용이한 다른 마이크의 음향신호로부터 충격음을 검출하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 방식 충격음 검출 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 적어도 두 개 이상의 마이크로부터 입력받은 음향신호를 각기 메모리의 특정 영역에 버퍼링하고, 각 마이크에서 입력받은 음향신호를 소정시간의 프레임 단위로 구분한 후, 상기 두 개 이상의 마이크 중 어느 하나의 마이크(제1 마이크)의 음향신호를 버퍼링하는 동안, 다른 마이크(제2 마이크)의 음향신호를 처리하고, 반대로 제2 마이크의 음향신호를 버퍼링하는 동안 제1 마이크의 음향신호를 번갈아가며 순차로 처리하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 방식 충격음 검출 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 각기 다른 음압레벨에서 민감한 특성을 갖는 적어도 두 개 이상의 마이크에서 음향신호를 입력받아 각기 처리하는 단계와;

   상기 처리된 음향신호들 중 충격음이 검출되는 음향신호를 판단하는 단계와;

   상기 음향신호들 중 어느 하나에서만 충격음이 검출될 경우 그 충격음의 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하는 단계와;

   상기 음향신호들 모두에서 충격음이 검출될 경우 각 음향신호에서 충격음 리듬패턴을 검출하여 서로 동일한지 비교하는 단계와;

   상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 동일한 경우 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하는 단계와;

   상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다를 경우 각 충격음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴이 메모리에 기저장되어 있는지 검출하는 단계와;

   상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 어느 하나의 충격음 리듬패턴만 메모리에 기저장되어 있는 충격음 리듬패턴과 일치하는 경우에 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하는 단계와;

   상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 모든 음향신호의 충력음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴들이 메모리에 기저장되어 있을 경우 에러처리 동작을 실행하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티채널 방식 충격음 검출 방법.
8. 삭제

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