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KR102180662B1 - 음성 명료도 강화 시스템 - Google Patents

음성 명료도 강화 시스템 Download PDF

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KR102180662B1
KR102180662B1 KR1020197022926A KR20197022926A KR102180662B1 KR 102180662 B1 KR102180662 B1 KR 102180662B1 KR 1020197022926 A KR1020197022926 A KR 1020197022926A KR 20197022926 A KR20197022926 A KR 20197022926A KR 102180662 B1 KR102180662 B1 KR 102180662B1
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KR
South Korea
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ear canal
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gain
path
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니엘스 파르베르
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엘아이제트엔 에이피에스
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Abstract

어려운 음향적 조건에 대한 음성 명료도 강화 시스템이 공개되며, 음성 명료도 강화 시스템은 사람의 외이도(218)에 삽입되는 적어도 하나의 이어플러그(201)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 이어플러그는 외이도에 면하는 부분(401)과 환경에 면하는 부분(402)을 가지고 배치되고, 상기 적어도 하나의 이어플러그는 상기 환경에 면하는 부분(402)을 상기 외이도에 면하는 부분(401)과 연결하는 벤트(214)를 포함하는 음향 감쇠 경로(214; 214, 213); 상기 환경에 면하는 부분에 있는 마이크로폰(202), 가변 이득(204) 및 상기 외이도에 면하는 부분(401)에 있는 확성기(209)를 포함하는 전기음향 경로(202, 204, 209; 202, 203, 204, 208, 209, 210, 211, 212)를 포함하고; 상기 음향 감쇠 경로(214; 214, 213)는 상기 환경에 면하는 부분(402)으로부터 상기 외이도에 면하는 부분(401)으로의 전달 함수와 함께 배치되고 저역 통과 차단주파수를 가지는 저역 통과 특성을 가지며 상기 저역 통과 특성은 소리를 상기 차단주파수 미만의 주파수에 대해 공칭 감쇠(G0) 만큼 감쇠시킨다.

Description

음성 명료도 강화 시스템
본 발명은 특히 시끄러운 환경 및/또는 다른 도전적인 음향적 조건에서 청음 편의 및 음성 인식의 강화에 관련된 것이다.
시끄러운 환경에서 음성 커뮤니케이션이 어렵다는 것은 공통된 경험이다. 특히 칵테일 파티, 까페 및 유사한 상황은 도전적인데 신호(대화 상대방의 음성)가 잡음(다른 사람들이 왁자지껄하는 것)과 유사하고 흔히 잡음보다 덜 큰 목소리이기 때문이다. 보통의 청력을 가진 사람에게도 단어들을 구분하기 위해 상당한 정신적 노력이 요구되며, 미약한 청력 손상을 가진 사람에게는 더욱 그러하다.
(적응형 마이크로폰 지향 패턴(adaptive microphone directional patterns)과 같은) 많은 잡음-억제 알고리즘들은 상당한 신호 대 잡음비(signal-to-noise-ratio, SNR) 이득을 가진다. 그러나, 그들은 실제 테스트에서 더 나은 음성 인식 점수를 주지 못하는 경우가 흔한데, 예컨대 처리 아티팩트 및 부자연스러운 소리로 인한 경우이다.
전통적인 수동형 청력 보호기는 일반적으로 너무 많은 감쇄를 시키고, 특히 고주파에서 그러하며, 음성 인식을 더 힘들게 만든다. 게다가, 전통적인 청력 보호기들은 폐색(occulsion)을 유발할 수 있다(즉, 사용자가 대응 조치 없이 외이도를 막음으로써 그의 목소리가 "비어있거나(hollow)", "소리가 죽거나(muffled)" 또는 "웅웅거리는(booming)" 품질로 느껴짐).
소위 음악가용 이어플러그라고 불리는 것들은 음악이 왜곡되지 않도록 넓은 주파수 범위대에서 균일하게 감쇄를 하도록 되어 있는 것이지만, 시끄러운 환경에서 음성을 인지하는데 사용하기에는 일반적으로 너무 많이 감쇄를 시킨다. 또한 그들은 흔히 폐색을 다루지 못하는 경우도 있다.
한편 보청기는 소리를 증폭하는 일반적인 기법을 사용하여 청력을 향상시키는 것을 목표로 한다. 이것은 종종 시끄러운 환경에서 음성 인식을 어려워하는 정상적인 청력 또는 거의 정상적인 청력을 가진 사람들에게는 전술한 바와 같은 이유로 유용하지 않을 수 있다. 게다가, 기존의 보청기는 폐색 효과(occlusion effect) 문제로 고심하고 있는데, 외이도를 탈출하는 그 자신의 목소리의 골전도음에 대해 너무 많은 벤트(vent)를 제공하지만 그럼으로써 저음 주파수들의 임의의 감쇄를 예방하거나, 또는 너무 적은 벤트를 제공함으로써 사용자가 말할 때 폐색 효과를 이끌어내는 것이다.
청음의 편안함 및/또는 보통의 청력 또는 거의 보통의 청력을 가진 사람들에 대하여 시끄러운 환경에서 음성 인식을 향상시키는 하나 또는 그 이상의 위와 같은 도전들을 위한 귀 장치는 매우 유리하고 유익할 것이다.
본 발명은 음성 명료도 강화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명자들은 전술한 문제 및 도전들 특히 시끄러운 환경에서 청음 편의성 및 대화 명료도와 관련된 문제들을 인식하였으며, 그에 따라 이하에 설명되는 발명을 발명하였다. 발명자들은 음향심리학과 청각학으로부터의 잘 알려진 몇몇 연구 결과와 이론을 신규한 특징들과 조합 및 적용하여 유리한 조합된 기술적 효과를 달성하였고 사람이 자신의 앞에 있는 사람과 대화할 때 강화된 성능을 가진 보청기를 제공하였다.
본 발명은 어려운 음향 조건에서 음성 명료도 강화 시스템과 관련되는데, 음성 명료도 강화 시스템은 상기 음성 명료도 강화 시스템은 사람의 외이도(ear canal)에 삽입하는 적어도 하나의 이어플러그(ear plug)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 이어플러그는 외이도에 면하는 부분(ear canal facing portion)과 환경에 면하는 부분(environment facing portion)을 구비하고, 상기 적어도 하나의 이어플러그는: 상기 환경을 면하는 부분을 상기 외이도를 면하는 부분과 결합시키는 벤트를 포함하는 음향 감쇠 경로(acoustically attenuating path); 및 상기 환경을 면하는 부분에 있는 마이크로폰, 가변 이득(variable gain) 및 상기 외이도를 변하는 부분에 있는 확성기를 포함하는 전기음향 경로(electroacoustic path);를 포함하고, 상기 음향 감쇠 경로는: 저역 통과 차단주파수를 가진 저역 통과 특성을 구비하고, 상기 환경을 면하는 부분으로부터 상기 외이도를 면하는 부분으로의 전달 함수(transfer function)로 배치되고, 상기 저역 통과 특성은 상기 차단주파수 미만의 주파수들에 대해 소리를 공칭 감쇠(nominal attenuation)만큼 감쇠시킨다.
본 발명의 일 실시예의 유리한 효과는 음향 감쇠 경로의 벤트가 폐색 효과를 저감하고, 심지어 음향 감쇠 경로의 환경에 면하는 부분으로부터 외이도에 면하는 부분에 적용된 감쇠에도 불구하고 그러하다는 것이다.
본 발명에 일 실시예에 의하여 음압 레벨(Sound Pressure Level, SPL)의 제시가 증가된 명료도에 대하여 최적화된다. 음성이 매우 낮은 수준에서 제시되면, 중요한 음성 큐(cue)들을 들을 수 없기 때문에 이해하기가 어려운데, 음소(phoneme)들과 구별하기가 어려워진다. 레벨이 증가함에 따라, 음성 인식은 특정 시점에 증가하는 레벨에 따라 인식이 악화되기 시작할 때까지 증가한다. 이 현상은 흔히 '롤오버(rollover)' 효과라고 불린다. 칵테일 파티 상황에서, 전체적인 환경 SPL은 일반적으로 롤오버 지점보다 위이다. 일 실시예에 따르면, 음향 감쇠 경로는 공칭 감쇠(nominal attenuation)를 적용하고, 그럼으로써 큰 음성 또는 시끄러운 환경에서의 음성의 명료도를 증가시킨다. 게다가, 일 실시예에 따르면, 전기음향 경로는 또한 음성 명료도 증가를 위해 음의 이득을 적용할 수도 있다.
본 발명의 유리한 특징은 저음의 수동 처리인데, 이로써 저역 통과 차단주파수 미만의 주파수들이 음향적으로 감쇠된다. 많은 종래의 잡음-억제 알고리즘(적응형 마이크로폰 지향 패턴들을 포함하여)이 SNR에서 상당한 이득(gain)을 드러낸다. 그러나, 그들은 종종 실제 테스트에서 더 좋은 음성 인식 점수들을 전달하지 못하는데, 이 알고리즘들이 사용자의 주의를 끄는 작은 문제(glitch)들이나 부자연스러운 소리들을 생성하는 경향이 있고 그럼으로써 인식되어야 할 음성에 대한 초점을 줄이거나 또는 심지어는 마스킹하기 때문이다. 이것은 본 발명에서 회피된다.
본 발명은 약간의 일반적인 감쇠를 적용함으로써 소란스럽거나 또는 시끄러운 환경들에서 장기 체류를 용이하게 하는 점에서 유리하다. 예컨대, 3dB의 일반적인 감쇠는 소음 노출을 50% 저감하거나, 또는 착용자로 하여금 귀가 동일한 노출에 놓인 상황에서 이 시스템이 없었을 경우에 비해 2배 더 길게 머무를 수 있도록 해준다.
큰 소리에 노출되는 것을 더 보호하기 위해서는, 외이도에 전달되는 피크 SPL을 제한하는 수단을 포함하는 것이 유리하다. 이것은 음향 감쇠 경로, 전기음향 경로 중의 어느 하나 또는 둘 다에 대해 이루어질 수 있다. 상기한 피크 제한 수단은 좁은 슬롯들에 의해 구현되는 것과 같은 음향 메커니즘, 제한적으로 이동하는 박막을 사용하여 구현되는 것과 같은 전기역학적 방법을 포함할 수 있다. 게다가, 전기-음향 수단은, 단순히 시끄러운 소리가 감지되었을 때 전기 이득을 감소시킴으로써 그리고/또는 확성기를 통해 감쇠될 소리의 위상 전환 복제를 방출하는 전기-음향적 수단을 채용할 수도 있다.
소음으로 유도된 청각 손실은 개방된 외이도의 공명 때문에 종종 3kHz 근처에서 가장 현저하다. 그러므로 3kHz 부근에서 귀에 전달되는 전력을 제한하는 이득 감소 메커니즘을 포함하는 것이 특히 유리하다.
일 실시예에 따르면, 상기 공칭 감쇠는 500Hz에서 2dB 내지 10dB의 범위 내에 있고, 예컨대 500Hz에서 2dB 내지 8dB의 범위 내에, 예컨대 500Hz에서 2dB 내지 6dB의 범위 내에, 예컨대 500Hz에서 2dB 내지 5dB의 범위 내에, 예컨대 500Hz에서 3dB 내지 5dB의 범위 내에, 예컨대 500Hz에서 3dB 내지 4dB의 범위 내에 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 저역 통과 차단주파수는 600Hz 내지 1200Hz 범위에 있고, 예컨대 700Hz 내지 1000Hz, 예컨대 750Hz 내지 900Hz, 예컨대 800Hz에 있고, 상기 저역 통과 차단주파수는 3dB 코너 주파수(corner frequency)이다.
일 실시예에 따르면, 상기 저역 통과 특성은 50Hz로부터 상기 차단 주파수에서 실질적으로 평탄하다.
일 실시예에 따르면, 상기 전기음향 경로는 상기 환경을 면하는 부분으로부터 상기 외이도를 면하는 부분으로의 전달 함수(transfer function)로 배치되고, 고역 통과 차단주파수를 가진 고역 통과 특성을 구비하고, 상기 전기음향 경로는 상기 고역 통과 차단주파수 위의 주파수에 대하여 고역 통과 이득을 적용하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 가변 이득은 제어가능한 이득을 구비한 신호 처리 블록을 지명하며, 그럼으로써 전기음향 경로가 고역 통과 이득에 적용될 수 있도록 한다. 그 이득은 음 또는 양임이 주목된다.
일 실시예에 따르면, 시스템과 연관된 고역 통과 이득의 응용은 저에너지 소비, 확성기의 유리한 사용 등을 용이하게 한다.
일 실시예에 따르면, 저역 통과 특성의 응용은 상기 전기음향 경로에 의해 처리되는 고주파 요소들을 덜 마스킹하는 것을 용이하게 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 저역 통과 차단주파수와 상기 고역 통과 차단주파수는 상기 음향 감쇠 경로와 상기 전기음향 경로 사이에 교차 주파수(crossover frequency)를 수립한다.
두 개의 상이한 유형의 경로를 사용하는 것은 전기음향 경로의 전달 함수 및 음향 감쇠 경로의 전달 함수를 조합함으로써 하이브리드 전달 함수의 수립을 용이하게 한다. 조합된 전달 함수의 유리한 효과는 시스템의 제어 알고리즘 교차 주파수 위의 주파수의 제어에만 초점을 맞출 수 있다는 것이다.
일 실시예에 따르면, 상기 고역 통과 이득은 최소 이득과 최대 이득 사이에서 제어가능하다.
일 실시예에 따르면, 상기 고역 통과 이득은 3kHz에서 -30dB 내지 +20dB의 범위 내에 있고, 예컨대 3kHz에서 -25dB 내지 +15dB의 범위 내에 있고, 3kHz에서 -20dB 내지 +10dB의 범위 내에 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 고역 통과 차단주파수는 600Hz 내지 1200Hz의 범위 내에 있고, 예컨대 700Hz 내지 1000Hz, 예컨대 750Hz 내지 900Hz, 예컨대 800Hz에 있고, 상기 고역 통과 차단주파수는 3dB 코너 주파수이다.
일 실시예에 따르면, 상기 고역 통과 특성은 적어도 5kHz, 예컨대 7kHz에서 상기 차단주파수로부터 실질적으로 평탄하다.
일 실시예에 따르면, 상기 이어플러그는 상기 가변 이득을 제어하도록 구성된 이득 제어기를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 가변 이득을 제어하는 것은 상기 마이크로폰으로부터의 신호에 기초한다.
일 실시예에 따르면, 상기 가변 이득을 제어하는 것은 상기 마이크로폰으로부터의 신호의 레벨에 기초한다.
일 실시예에 따르면, 상기 전기음향 경로는 마이크로폰 프리앰프와 필터(microphone preamp and filter)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 전기음향 경로의 상기 전달 함수와 상기 음향 감쇠 경로의 상기 전달 함수 중의 적어도 하나는 개방-귀 공명 보상 이득(open-ear compensation gain)을 포함한다.
외이도에 이어플러그를 삽입하는 것은 개방된 귀의 자연 주파수 응답을 변화시키며, 가장 주목할 만한 개방된 귀의 공명은 3kHz 부근이다. 유리한 실시예에 따르면, 이 변화는 그 주파수에서의 유사한 이득을 적용함으로써 보상된다. 보상은 예컨대 마이크로폰 프리앰프, 가변 이득, 가변 이득과 확성기 사이에 또는 확성기로부터 외이도로의 경로에 음향적으로 적용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이득 제어기는 디지털로 구현되고, 아날로그-대-디지털 변환기(analog-to-digital converter)가 상기 마이크로폰과 상기 이득 제어기 사이에 제공된다.
일 실시예에 따르면, 상기 가변 이득은 상기 이득 제어기에 연결되는 디지털 제어 입력을 구비한다.
일 실시예에 따르면, 상기 마이크로폰은 하이퍼카디오드 마이크로폰(hypercardiod microphone)과 같은 지향성 마이크로폰이다.
지향성 마이크로폰을 사용하는 것은 신호-대-잡음비(signal-to-noise-ratio, SNR)를 상당히 향상시킨다. 여러 연구들에 의하면 보청기에서 지향성 마이크로폰들의 사용은 신호-대-잡음비를 그럼으로써 칵테일-파티 상황에서 음성 인식을 강화시키는 가장 효과적이고 신뢰할만한 단일한 방법이다. 비록 본 발명의 선호되는 실시예에서는 상기 교차 주파수 위의 주파수들에서만 마이크로폰 신호가 재생되지만, 지향성 마이크로폰의 사용은 여전히 실시예의 SNR을 향상시킨다.
일 실시예에서, 상기 가변 이득은 아날로그이다.
일 실시예에서, 상기 이득 제어기는 디지털이다.
일 실시예에서, 상기 확성기는 전기역학적 확성기이다.
일 실시예에서, 상기 이어플러그는 배터리로 전원이 공급되고, 예컨대 재충전가능 배터리에 의해 전원이 공급된다.
일 실시예에서, 상기 시스템은 시끄러운 소리들을 감쇠하기 위한, 피크 제한 시스템(peak limiting system)과 같은 피크 제한 수단을 포함한다. 이것은 시끄러운 소리 노출에 대하여 사용자의 보호를 증가시키기 때문에 유리하다. 피크 제한 수단은 외이도에 전달되는 피크 음압 레벨(SPL)을 제한하도록 구성된다.
일 실시예에서, 예컨대 피크 제한 시스템인 상기 피크 제한 수단은, 상기 음향 감쇠 경로에서 배치되는 피크 제한기(peak limiter)를 포함한다. 이것은 벤트를 통해 전도될 수 있는 음향 전력의 양을 제한하기 위한 상기 벤트의 하나 또는 그 이상의 좁은 슬롯들을 제공함으로써 구현될 수 있다는 점에서 유리하다.
일 실시예에서, 상기 음향 감쇠 경로에서 배치되는 상기 피크 제한기는 상기 벤트에 하나 또는 그 이상의 좁은 슬롯들을 포함한다. 이것은 상기 마이크로폰 및/또는 상기 확성기에 배치된 전기역학적 피크 제한기에 의해 구현될 수 있으며, 예컨대 마이크로폰이나 확성기의 막 탈선을 제한함으로써 구현될 수 있다. 대안으로서, 상기 전기음향 경로에 배치된 상기 피크 제한기는 미리 정해진 피크 제한 문턱값을 초과하는 레벨을 가진 상기 마이크로폰에 의해 수신된 소리들에 감쇠를 적용하도록 구성되는 그리고/또는 미리 정해진 피크 제한 문턱값을 초과하는 레벨을 가진 상기 마이크로폰에 의해 수신된 소리들의 위상 반전된 복제를 상기 확성기에 의해 생성하도록 그성되는 전기 피크 제한기를 포함함으로써 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 시끄러운 소리들을 감쇠하기 위한, 예컨대 피크 제한 시스템인 상기 피크 제한 수단은 3kHz의 주파수 근처에서 최대 감쇠가 있도록 구성된다. 피크 제한은, 즉 귀에 전달되는 전력을 제한함으로써 소음으로 유발되는 청력 손실에 대항하는 보호는 유리하게도 개방된 외이도의 공명 주파수 상에 포커싱되는데, 소음으로 유발되는 청력 손실이 흔히 이 주파수에서 가장 현저하기 때문이다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 이어플러그는 2개의 이어플러그들을 포함하고, 사람의 각 외이도마다 한 개씩 있으며, 상기 2개의 이어wq플러그들은 그들 사이의 설정을 조정하도록 구성된다.
본 발명에 따르면 음성 명료도 강화 시스템이 제공된다.
본 발명은 도면들을 참조하여 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트 경로 및 가변적인 이득 경로에 대한 삽입 이득 대 주파수를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 명료도 강화 시스템의 일 실시예의 블록 다이어그램이다.
도 3은 전형적인 사용 시나리오이다.
도 4는 외이도에 삽입된 본 발명의 일 실시예에 따른 이어플러그를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트 구성을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전체적인 블록 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 적체적인 블록 다이어그램이다. 그것은 사람의 외이도(218)에 삽입된 이어플러그(201)를 포함한다. 외이도는 고막(tympanic membrane)(219)에서 종료된다. 이어플러그(201)는 외에도에 접하는 부분(401)과 환경에 접하는 부분(402)을 포함한다. 외이도에 접하는 부분과 환경에 접하는 부분 사이의 경계는 외이도와 일반적으로 접촉하는, 즉, 실질적으로 외이도에 꽂히는 이어플러그의 둘레 부분에 있다.
이어플러그(201)는 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이 예컨대 2dB 내지 10dB에 범위에 대한 저역 차단주파수 미만의 대역을 감쇠시키는 저주파 전달 함수(transfer function)에 의해 외이도와 환경을 음향적으로 결합시키는 벤트(vent)(214)를 포함하는 음향적 감쇠 경로(acoustically attenuating path)(214)를 포함한다.
이어플러그(201)는 또한 바람직하게는 지향성 마이크로폰인 마이크로폰(202), 가변형 이득(gain)(204), 즉 제어가능한 이득률을 가진 신호 처리 블록, 및 확성기(loudspeaker)(209)를 포함한다. 전기음향 경로(electroacoustic path)는 외이도(218)에서 환경으로부터의 소리들의 재생을 용이하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 감쇠 경로 및 전기음향 경로에 대한 삽입 이득 대 주파수의 구성을 도시한 것이다. 0dB의 삽입 이득(insertion gain, IG)은 외이도가 개방된 즉 이어플러그가 삽입되지 않은 상태에서의, 환경으로부터 고막(219)으로의 전달 함수에 대응된다. 도시된 삽입 이득 곡선(101, 102, 103, 104)은 음향 감쇠 경로에 의해 달성되는 삽입 게인을 도시한 곡선(101), 그리고 전기음향 경로에 의해 달성가능한 다양한 삽입 게인을 도시한 곡선(102, 103, 104)과 이어플러그(201)를 삽입함으로써 달성되는 귀가 개방된 상황과의 차이를 보여준다.
음향적인 감쇠 경로는 약 800Hz의 차단주파수를 갖는 저역통과 특성을 갖는 전달 함수(101)에 적용된다. 저역 특성은 50Hz 부터 차단주파수까지 실질적으로 평평(flat)하지만, 2dB 내지 10dB 사이의, 예컨대 3~4dB의 공칭 감쇠값 G0을 가진다. 따라서, 귀가 개방된 시나리오와 비교하여, 벤트(214)는 저음에서의 일반적인 감쇠와 차단주파수 위의 소리 부분에 대하여 상당한 차폐를 하게 된다.
전기음향 경로는 가변 이득(102, 103, 104)과 함께 전달 함수에 적용하며, 즉 음향 저역통과 필터의 차단주파수와 실질적으로 동일한 약 800Hz의 차단주파수의 고역통과 특성을 가진다. 고역통과 특성은 대략 차단주파수로부터 예컨대 5kHz, 7kHz 또는 그 이상의 대역에서 실질적으로 평행하다. 평평한 대역에서의 가변 이득(102)은 예컨대 환경음의 자연 주파수 응답을 조합하여 존재하지만 전체적으로 감소된 음압 레벨(sound pressure level, SPL)에서 나타나는, 곡선(101)의 공칭 감쇠(G0)에 매칭되도록 설정될 수 있다. 가변 이득은 다른 상황에서 더 감소될 수 있는데, 예컨대 곡선(103)에 다라 최소 이득(GMIN)으로 조절하여 사용자로 하여금 자신의 귀를 휴식 또는 보호하도록 할 수 있다. 가변 이득은 예컨대 대화의 상황에서 자음(consonant)을 강조하고 음성의 명료성을 향상시키기 위하여 예컨대 곡선(104)에 따라 증가된 이득을 갖도록 설정될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 음성 명료도 강화 시스템의 일 실시예의 블록 다이어그램이다. 시스템은 사람의 외이도(들)(218)에 삽입하기에 적합한 하나 또는 두 개의 이어플러그(201)를 포함한다.
이어플러그(201)는 일반적으로 외이도를 막는 외측 형상을 가지나, 외이도(218)를 사람의 환경과 음향적으로 연결하는 벤트(214)를 포함한다. 벤트는 한 쪽 또는 모든 끝에 벤트 댐핑 천(vent damping cloth)(213)과 함께 제공될 수 있는데, 여기서는 벤트의 외이도 끝 쪽에 보여진다. 벤트(214)는 환경음이 사람의 고막(219)에 도달하도록 배치되나, 감쇠된 수준으로 전달된다. 벤트(214)에 의해 제공된 감쇠는 바람직하게는 주파수-의존적이며, 바람직하게는 저역 필터이고, 바람직하게는 도 1의 벤트 감쇠 곡선(101)과 일치한다.
벤트 감쇠 곡선(101)의 벤트 차단주파수 fx는 예컨대 600Hz 내지 1200Hz 간격 내에 위치할 수 있으며, 예컨대 800Hz 내외이고, 그 아래로는 벤트(214)가 예컨대 3dB 내지 9dB 사이의 공칭 감쇠(G0)를 적용하는데, 바람직하게는 3dB이다. 벤트 차단주파수 위로는, 벤트 감쇠 곡선이 굴러 떨어짐으로써 그보다 높은 주파수를 차단하게 된다.
감쇠하는 벤트는 댐핑 재질이나 댐핑 천과 다양한 직경의 도관 세그먼트들의 결합을 이용함으로써 당업자들에게 잘 알려진 몇가지 방법으로 실현될 수 있다. 50Hz로부터 차단주파수까지의 주파수 범위에서는 2dB 내지 10dB 사이의 실질적으로 주파수에 독립적인 감쇠를 가지면서 동시에 외이도에 면하는 부분(401)으로부터 보여지는 것처럼 벤트의 실질적으로 낮은 입력 임피덕스를 유지하는 것이 설계 목표이다. 설계를 단순하고 간결하게 유지하기 위하여, 폐색에 대한 벤트의 유리한 효과와 환경에 면하는 부분(402)으로부터 외이도에 면하는 부분으로 전달되는 소리의 감쇠 사이에 타협이 필요하다. 선호되는 실시예에서는 약 4dB의 감쇠가 폐색 효과에 대한 객관적으로 수용할 만한 수준으로 유지하면서 달성될 수 있는 것으로 나타났다.
비록 벤트(214)가 바람직하게는 하나의 도관으로서, 예컨대 5mm의 길이와 1.5mm의 직경으로 제작되지만, 대안적인 실시예에서는 2개 혹은 그 이상의 도관들의 조합으로서 만들어질 수 있다. 도관(들)은 한쪽 또는 양쪽 말단에서 분지될 수 있다. 도관의 말단의 구멍들은 도관 직경과는 상이한 동일한 직경들을 가질 수 있고, 댐핑을 적용하거나 및/또는 파편에 의해 막히는 것을 방지하기 위하여 한쪽 또는 양쪽 말단이 댐핑 천(213)으로 커버될 수 있다. 벤트 실시예들은 도 5a 내지 도 5c에 도시되어 있는데, 여기서 벤트(214)는 하나 이상의 도관(514)에 의해 형성된다. 하나의 도관(514)은 도 5a에, 두 개의 도관들(514)은 도 5c에, 분지된 도관(514)은 도 5b에 있다. 분지된 도관은 한쪽 또는 양쪽 말단이 2개 혹은 그 이상의 분지에서 분지될 수 있다. 도면의 벤트(214)는 이어플러그(201)의 환경에 면하는 부분(402)으로부터 이어플러그(201)의 외이도에 면하는 부분(401)으로 확장한다.
음향적으로 감쇠하는 경로(214)는 일 실시예에서 피크 제한 수단(peak limiting means)을 더 포함할 수 있는데, 예컨대 좁은 슬롯들에 의해 구현되고, 사용자가 큰 소리들에 노출되는 것에 대한 보호를 제공한다. 이것은 이하에서 설명될 전기음향 경로에서 구현되는 피크 SPL 제한을 위한 추가적인 수단과 조합될 수 있다.
벤트(214)에 더하여, 각각의 이어플러그(201)는 마이크로폰(202), 가변 이득(204) 및 확성기(209)를 포함하며, 그럼으로써 환경과 외이도(218) 사이에 음향을 위한 대안적인 경로를 수립한다. 도 1과 관련하여 위에서 서술된 것과 같이, 이러한 대안적인 경로는 가변 이득을 제공하며, 바람직하게는 고역 통과 필터로서 구현되고, 바람직하게는 벤트(214)의 차단주파수와 동일한 범위에서 차단주파수를 가지며, 그럼으로써 도 1에 도시된 것과 같이, 가변 이득을 그 주파수 위의 주파수에 적용한다.
선호되는 실시예에서, 저역 통과 벤트(214)와 고역 통과 가변 이득(204)의 차단 주파수들은 바람직하게는 근접하며, 예컨대 100Hz 미만으로 이격되며, 바람직하게는 50Hz 미만으로 이격되고, 따라서 교차 주파수 fx로 표기될 수 있다.
마이크로폰(202)은 사람의 외이도 바깥의 환경에 결합되며, 임의의 소리에 감응하는 장치, 예컨대 하나 또는 그 이상의 소형 전기 마이크로폰을 포함할 수 있다. 마이크로폰(202)은 바람직하게는 지향성 마이크로폰, 예컨대 마이크로폰 설계의 당업자에게 공지된 예컨대 하이퍼 카디오이드(hyper cardioid) 형상과 같은 지향성 감응 패턴을 제공하기 위하여 소리 도관으로 배치된 하나 또는 그 이상의 트랜스듀서 소자들을 포함할 수 있다.
가변 이득(204)은 예컨대 복수의 디지털-대-아날로그 변환기, 또는 어떤 다른 형태의 프로그램가능한 이득 증폭기, 예컨대 스위치된 피드백을 가진 증폭기를 사용하여 구현될 수 있다.
선호되는 실시예에서, 마이크로폰(202)으로부터 가변 이득(204)을 통해 확성기(209)로 가는 음향 경로는 음향 벤트 경로(214)와 전기 가변 이득 경로(204) 사이의 지연을 가능한한 피하기 위하여 낮은 레이턴시(latency) 경로이다. 가변 이득(204)은 그러므로 바람직하게는 아날로그 설계, 예컨대 스위치된 피드백으로서 구현될 수 있는데, 왜냐하면 고속 디지털 설계는 훨씬 큰 에너지 소모 및/또는 가격을 가지기 때문이다.
확성기(209)는 이어플러그(201) 내에 배치되어 가변 이득(204)의 출력에 기초하여 외이도에 소리를 생성한다. 바람직하게는 확성기 덕트 진입 댐핑 천(210) 및/또는 확성기 덕트 이탈 댐핑 천(212)을 가진 확성기 덕트(duct)(211)가 확성기(209)와 외이도(218) 사이에 원치않는 공명을 피하기 위해 제공된다. 벤트 댐핑 천(213)과 확성기 덕트 이탈 댐핑 천(212)은 공통의 댐핑 천을 포함할 수 있다. 확성기는 전기 신호들로부터 소리를 생성하는 하나 또는 그 이상의 전기음향 트랜스듀서를 포함할 수 있고, 예컨대 압전 확성기, 평형 전기자 수신기(balanced armature receiver) 또는 바람직하게는 전기역학적 확성기와 같은 것이다.
마이크로폰 프리앰프와 필터(203)는 예컨대 주파수 응답, 균등화(equalization) 등에 대해 마이크로폰 신호를 컨디셔닝하기 위해 제공될 수 있다. 예컨대, 마이크로폰 필터(203)는 비-이상적인 마이크로폰 주파수 응답을 보상하거나 그리고/또는 이어플러그라 삽입되었을 때 수정되는, 개방된 외이도 공명(open-ear canal resonance)를 보상하기 위한 균등화를 추가할 수 있다.
수정된 외이도 공명에 대한 보상을 위한 균등화는 시스템에 포함되어야 하지만, 편리한 대로 신호 경로 상의 다양한 위치에서 구현될 수 있다. 선호되는 실시예에서 3kHz에서의 부스트가 확성기(209)에 대한 출력 증폭 스테이지 주변에 설립된 전기 필터링을 사용하여 구현된다. 다른 선호되는 실시예에서는 적절한 공명이 확성기 막에 가까운 공기 용적 뿐만 아니라 소리 덕트(211)의 형상을 튜닝함으로써 창조된다.
가변 이득 제어기(206)는 가변 이득(204)을 제어하기 위해 제공된다. 도 2에 도시된 것처럼, 가변 이득 제어기(206)는 바람직하게는 디지털 제어기 예컨대 ARM Cortex-M0 프로세서 상에서 실행되는 소프트웨어 모듈을 사용하여 구현된다. 비록 가변 이득(204)을 가진 메일 채널이 바람직하게는 전술한 것과 같은 아날로그 채널이지만, 사이드-채널은 바람직하게는 디지털 영역에서 구현되어 컴팩트하고 프로그램가능한 구현을 가능케 할 수 있으며, 바람직하게는 모든 요구되는 서브-시스템, 예컨대 아날로그-대-디지털 변환기(205), 디지털-대-아날로그 변환기(207), 가변 이득 제어기(206), 시스템 제어기(215), 추가적인 컴포넌트들을 위한 입/출력 채널들을 통합할 수 있다. 프로세서는 심지어 빌트-인(built-in)된 통신 인터페이스, 예컨대 블루투스(Bluetooth) 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 대안적인 실시에에서, 사이드-체인이 메인 채널로서 아날로그일 수 있다. 대안적인 실시에에서, 메인 채널은, 특히 가변 이득은, 또한 프로세서의 소프트웨어 모듈로서 구현될 수 있다.
가변 이득 제어기(206)는 마이크로폰으로부터 음향 신호를 수신 및 분석하도록 구성되고, 그 기초에서 가변 이득(204)을 제어한다. 일 실시예에서, 아날로그-대-디지털 변환기(205)의 샘플링 레이트(sampling rate)는 통상적인 음향에서의 요구사항을 만족시킬 필요가 없는데 샘플링된 신호가 제어에 거의 사용되지 않기 때문이며, 반면 바람직하게는 가변 이득(204)에 의해 처리된 그리고 확성기(209)로 포워딩된 메인 채널의 아날로그 신호여야 한다. 일 실시예에서, 아날로그-대-디지털 변환기(205)의 샘플링 레이트는 예컨대 8kHz에서 24kHz의 범위일 수 있다.
일 실시예에서, 이득 제어기(206)는 마이크로폰 신호의 레벨 및/또는 내용에 기초하여 동작 모드와 가변 이득(204)을 제어한다. 예컨대, 일반 감쇠의 동작 모드는 마이크로폰 신호가 일반적으로 소음이 크지만 음성 요소는 없다는 결정에 기초하여 선택될 수 있다. 예컨대, 주기적 양의 이득의 동작 모드는, 음성 신호가 미리 정해진 문턱값 미만인 일반 배경 소음 레벨임이 결정되면, 자음을 강조함으로써 음성 명료도를 향상시키기 위하여, 선택될 수 있다. 예컨대, 일반적으로 증가된 양의 이득 동작 모드는, 음성 신호가 매우 시끄럽고 소란스러운 환성에 있음이 결정되면, 자음의 주기적인 강조가 여러 대화 및 자음과 유사한 소리들 때문에 가로막히기 때문에 불가능할 수 있을 때에 선택될 수 있다.
가변 이득(204)의 이득은 바람직한 실시예에서 마이크로폰 신호의 단기 파워 스펙트럼을 입력으로 사용하는 휴리스틱 모델(heuristic model)을 기초로 하여 가변 이득 제어기(206)에 의해 제어될 수 있다. 선호되는 실시에에서, 가변 이득 제어기(206)는 특정 조건, 예컨대 언제 모듈레이션 스펙트럼들(modulation spectra)이 특정 기준을 충족하는지를 탐지하도록 구성되고, 그에 응답하여 가변 이득(204)을 다양한 방법으로, 예컨대 자음을 돋보이게 하는 음절 압축기(syllabic compressor)로서 활용한다. 이것은 예컨대 음성 명료도 강화에 유리하지만, 다른 음향 카테고리들 예컨대 음악이 부자연스럽게 들리도록 만들 수 있다. 가변 이득 제어기에 의해 탐지되는 특정 조건은, 에컨대 다른 음향 카테고리, 예컨대 음성과 다른 소리들 사이를 구분할 수 있으며, 또는 더 많은 카테고리들, 예컨대 음성, 음악 및 소음, 또는 심지어 더 많은 카테고리들, 음성의 개인적인 소리 개체들, 예컨대 모음형 단위(vowel type unit) 및 자음형 단위(consonant type unit)를 구분할 수 있어서, 현재 수신되는 음향 카테고리에 따라 가변 이득 제어 모드를 변경하는 것이 가능하다. 선호되는 실시예에서, 예컨대, 전술한 모음 압축이 적용되어 자음을 돋보이게 할 수 있으나, 오직 관련된 자음들이 감지되거나 발생할 것 같을 때에만 그러하다. 메인 채널의 사이드-체인 및 지연 없는 상대적으로 낮은 샘플링 주파수에서도 음성의 개체 비율은 모드 변환을 위한 시간을 남겨둘 만큼 충분히 느리고 남아있는 특정 음성 개체를 강조하여 상당한 명료도 향상을 이끌어낼 수 있다.
시스템 제어기(215)는 바람직한 실시예에서, 다양한 시스템 부분들의 전체적인 제어를 위해 제공된다. 전술한 바와 같이, 시스템 제어기9215)는 바람직하게는 가변 이득 제어기(206)를 구현하는 프로세서와 동일한 프로세서 내에 통합되나, 다른 실시에에서는 별개의 프로세서나 더 단순한 논리 회로로 구현될 수도 있다. 시스템 제어기는 예컨대 스위치를 켜거나 끄도록, 모드 및/또는 매개변수를 변경하도록, 배터리 전원과 충전을 모니터링하는 등을 하도록 구성될 수 있다.
선호되는 실시에에서, 시스템은 무선 통신 인터페이스(216), 바람직하게는 블루투스 저에너지 인터페이스, 또는 다른 무선 기술을 포함한다.
통신 인터페이스(216)는 예컨대 스트리밍 음향, 예컨대 스마트폰으로부터, 예컨대 음악 또는 텔레비전 대화를 수신하는데 사용될 수 있으며, 시스템 제어기(215) 및 가변 이득 제어기(206)에 의해 처리되고 디지털-대-아날로그 변환기(DAC)(207) 및 합산점(summing point)(208)에 의해 메인 오디오 채널에 주입되어 확성기(209)에 의해 렌더링된다.
일 실시예에서, 음성 명료도 강화 시스템은 2개의 이어플러그(201)를 포함하는데, 사람의 각각의 외이도 마다 하나씩이고, 통신 인터페이스(216)는 2개의 이어플러그들이 설정과 매개변수를 통신하는데 사용된다. 그럼으로써 두 이어플러그 모두의 이득이나 모드의 변화의 동조화가 용이해진다.
일 실시예에서, 대부분의 사이드 체인 처리는 1개의 이어플러그에서 수행되고, 결과적인 모드와 파라미터의 변화는 반대 외이도의 이어플러그에서 사용되도록 전달되며, 그럼으로써 이어플러그의 집단적인 에너지 소비를 절감한다.
무선 통신 인터페이스(216)는 또한 이어플러그의 원격 제어에 사용되거나 원격제어를 대신할 수 있다.
일 실시예에서, 이어플러그(201)는 장치 예컨대 스마트폰에 예컨대 시스템에 의해 렌더링될 오디오 및/또는 데이터 전송을 위한 유선 연결을 위한 커넥터를 포함한다.
선호되는 실시예에서, 시스템 제어기(215)는 통신상으로 사용자 인터페이스(217)에 프로세서의 아날로그나 디지털 입력 채널을 통해 결합된다. 사용자 인터페이스(217)는 바람직하게는 터치 제어를 위한 용량성 센서를 포함할 수 있으으나, 그에 추가하여 또는 대신하여 스위치, 푸시버튼, 광 감응 장치 등을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스는 대안으로서 또는 이에 더하여 적외선 또는 라디오 주파수 기반 원격 제어 등과 같은 임의의 원격 제어 기술의 원격 제어 입력을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(217)는, 선호되는 실시예에서 이어플러그(201)의 외측 부분의 단일 터치 감응 영역인데, 예컨대 장치의 모드 예컨대 대화를 듣기 위한 음성 강화 모드와 연결된 스마트폰 기타 장치로부터의 스트리밍 음악이나 전화 통화를 위한 헤드폰 모드, 그리고 가능한 한 청각을 보호하기 위해 최대 감쇠를 적용하는 귀 휴식 모드 사이를 변환하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, DAC(207)는 사용자의 귀로의 사용자 상호작용의 시스템 메시지 및/또는 피드백을 제공하는데 사용된다.
각 이어플러그(201)는 바람직하게는 전자기기 가동을 위한 재충전가능 배터리9220)를 포함한다.
전기음향 경로는 일 실시에에서 큰 소리에 노출되는 것에 대항하여 보호를 제공하기 위한 피크 제한 수단을 더 포함할 수 있는데, 예컨대 마이크로폰 및/또는 확성기 막의 기계적 제한에 의해 구현되거나, 또는 예컨대 큰 소리들이 감지되면 전기 이득을 감소시킴으로써 및/또는 확성기를 통해 감쇠될 소리의 위상반전된 복제를 방출함으로써 전기적으로 구현될 수 있다. 이것은 전술한 바와 같이 음향적인 감쇠경로에서 구현되는 피크 SPL을 위한 추가적인 수단과 조합될 수 있다.
도 3은 전형적인 사용 시나리오를 보여주고 있는데, 예컨대 전술한 칵테일 파티 시나리오에서, 듣는 사람(301)이 말하는 사람(302)의 음성을 들으려고 시도하고 있고, 후방 잡음(303)에 의해 교란되고 있는데, 여기에서는 다른 사람들 사이의 대화의 형태로 도시되었다. 듣는 사람(301)은 본 발명의 일 실시예의 이어플러그(201)를 착용하고 있으며, 따라서 향상된 음성 명료도로 인지된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외이도(218)에 삽입된 이어플러그(201)를 도시한 것이다. 이어플러그(201)는 바람직하게는 사람의 바깥쪽 귀(1401)에 놓여 있으며, 상이한 사용자들의 외이도들에 음향 밀폐를 제공하는 유연한 이어팁(1402)이 제공된다. 외이도(218)와 이어팁(1402)의 접촉은 이어플러그(201)의 외이도를 면하는 부분(401)과 환경을 면하는 부분(402) 사이의 경계를 정의한다. 이어플러그는 환경을 외이도에 음향적으로 연결하는 벤트(214)를 포함한다. 환경을 면하는 부분(402)에 있는 마이크로폰(202), 프리앰프(preamp)(203), 가변 이득(204)과 확성기(209)를 포함하는 전기음향 경로가 이어플러그 내에 제공되며, 확성기 덕트(211)가 이어플러그의 외이도에 면하는 부분(401)에 제공된다.
전술할 설명에서, 이하의 부호들이 도면에서 참조를 위해 사용된다.
IG 삽입 이득
fx 교차 주파수
G0 공차 감쇠
GMAX 최대 이득
GMIN 최소 이득
101 음향적으로 감쇠하는 경로 이득 곡선
102 전기음향 경로 이득 곡선, 중립
103 전기음향 경로 이득 곡선, 최소
104 전기음향 경로 이득 곡선, 중대
201 이어플러그
202 마이크로폰
203 마이크로폰 프리앰프 및 필터
204 가변 이득
205 아날로그-대-디지털 변환기
206 가변 이득 제어기
207 디지털-대-아날로그 변환기
208 합산점
209 확성기
210 확성기 덕트 진입 댐핑 천
211 확성기 덕트
212 확성기 덕트 이탈 댐핑 천
213 벤트 댐핑 천
214 벤트
215 시스템 제어기
216 통신 인터페이스
217 사용자 인터페이스
218 외이도
219 고막
220 배터리
301 듣는 사람(착용자/사용자)
302 말하는 사람(대화 상대방)
303 배경 소음(경쟁 음성)
401 환경에 면하는 부분
402 외이도에 면하는 부분
514 벤트 도관
1401 귓바퀴(외이)
1402 음향 밀폐를 제공하는 부드러운 이어팁

Claims (31)

  1. 어려운 음향적 조건을 위한 음성 명료도 강화 시스템(speech intelligibility enhancing system)으로서, 상기 음성 명료도 강화 시스템은 사람의 외이도(ear canal)(218)에 삽입하는 적어도 하나의 이어플러그(ear plug)(201)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 이어플러그는 외이도를 면하는 부분(ear canal facing portion)(401)과 환경을 면하는 부분(environment facing portion)(402)을 구비하고, 상기 적어도 하나의 이어플러그는:
    상기 환경을 면하는 부분(402)을 상기 외이도를 면하는 부분(401)과 결합시키는 벤트(vent)(214)를 포함하는 음향 감쇠 경로(acoustically attenuating path)(214; 214, 213); 및
    상기 환경을 면하는 부분(402)에 있는 마이크로폰(202), 가변 이득(variable gain)(204) 및 상기 외이도를 변하는 부분(401)에 있는 확성기(209)를 포함하는 전기음향 경로(electroacoustic path)(202, 204, 209; 202, 203, 204, 208, 209, 210, 211, 212);를 포함하고,
    상기 음향 감쇠 경로(214; 214, 213)는: 상기 환경을 면하는 부분(402)으로부터 상기 외이도를 면하는 부분(401)으로의 전달 함수(transfer function)로 배치되고, 저역 통과 차단주파수를 가진 저역 통과 특성을 구비하고, 상기 저역 통과 특성은 상기 차단주파수 미만의 주파수들에 대해 소리를 공칭 감쇠(nominal attenuation)(G0)만큼 감쇠시키고,
    상기 공칭 감쇠(G0)는 500Hz에서 2dB 내지 10dB의 범위 내에 있고, 그리고
    상기 저역 통과 차단주파수는 600Hz 내지 1200Hz 범위에 있고, 상기 저역 통과 차단주파수는 3dB 코너 주파수(corner frequency)인, 음성 명료도 강화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벤트(214)는 상기 벤트(214)의 적어도 하나의 끝에, 벤트 댐핑 천(vent damping cloth)(213)을 포함하는, 음성 명료도 강화 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저역 통과 특성은 50Hz로부터 상기 차단 주파수까지 실질적으로 평탄(substantially flat)한, 음성 명료도 강화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기음향 경로(202, 204, 209; 202, 203, 204, 208, 209, 210, 211, 212)는 상기 환경을 면하는 부분(402)으로부터 상기 외이도를 면하는 부분(401)으로의 전달 함수로 배치되고, 고역 통과 차단주파수를 가진 고역 통과 특성을 구비하고, 상기 전기음향 경로(202, 204, 209; 202, 203, 204, 208, 209, 210, 211, 212)는 상기 고역 통과 차단주파수 위의 주파수에 대하여 고역 통과 이득(102, 103, 104)을 적용하도록 배치되는, 음성 명료도 강화 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저역 통과 차단주파수와 상기 고역 통과 차단주파수는, 상기 음향 감쇠 경로(214; 214, 213)와 상기 전기음향 경로(202, 204, 209; 202, 203, 204, 208, 209, 210, 211, 212) 사이에 교차 주파수(crossover frequency)(fx)를 수립하는, 음성 명료도 강화 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고역 통과 이득은 3kHz에서 -30dB 내지 +20dB의 범위 내에 있고, 상기 고역 통과 차단주파수는 600Hz 내지 1200Hz의 범위 내에 있고, 상기 고역 통과 차단주파수는 3dB 코너 주파수인, 음성 명료도 강화 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 고역 통과 특성은 상기 차단주파수로부터 적어도 5kHz까지 실질적으로 평탄한, 음성 명료도 강화 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이어플러그(201)는 상기 가변 이득(204)을 제어하도록 구성된 이득 제어기(206)를 포함하는, 음성 명료도 강화 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전기음향 경로의 상기 전달 함수와 상기 음향 감쇠 경로의 상기 전달 함수 중의 적어도 하나는, 개방-귀 공명 보상 이득(open-ear compensation gain)을 포함하는, 음성 명료도 강화 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이득 제어기(206)는 디지털로 구현되고, 아날로그-대-디지털 변환기(analog-to-digital converter)(205)가 상기 마이크로폰(202)과 상기 이득 제어기(206) 사이에 제공되는, 음성 명료도 강화 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 가변 이득(204)은 상기 이득 제어기(206)에 연결되는 디지털 제어 입력을 구비하는, 음성 명료도 강화 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로폰(202)은 지향성 마이크로폰인, 음성 명료도 강화 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 가변 이득(204)은 아날로그인, 음성 명료도 강화 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 시스템은 시끄러운 소리들을 감쇠하기 위한 피크 제한 수단을 포함하고, 상기 피크 제한 수단은 상기 음향 감쇠 경로(214; 212, 213) 및 상기 전기음향 경로(202, 204, 209; 202, 203, 204, 208, 209, 210, 211, 212) 중의 적어도 하나에 배치되는 피크 제한기(peak limiter)를 포함하는, 음성 명료도 강화 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이어플러그는 2개의 이어플러그들을 포함하고, 사람의 각 외이도마다 한 개씩 있으며, 상기 2개의 이어플러그들은 그들 사이의 설정을 조정하도록(coordinate) 구성되는, 음성 명료도 강화 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 공칭 감쇠(G0)는 500Hz에서 2dB 내지 6dB의 범위 내에 있는, 음성 명료도 강화 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 공칭 감쇠(G0)는 500Hz에서 3dB 내지 4dB의 범위 내에 있는, 음성 명료도 강화 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 저역 통과 차단주파수는 750Hz 내지 900Hz의 범위 내에 있는, 음성 명료도 강화 시스템.
  19. 제4항에 있어서,
    상기 고역 통과 이득은 3kHz에서 -20dB 내지 +10dB의 범위 내에 있는, 음성 명료도 강화 시스템.
  20. 제4항에 있어서,
    상기 고역 통과 차단주파수는 750Hz 내지 900Hz의 범위 내에 있는, 음성 명료도 강화 시스템.
  21. 제8항에 있어서,
    상기 이득 제어기(206)는 상기 마이크로폰(202)으로부터의 신호에 기초하여 상기 가변 이득(204)을 제어하도록 구성되는, 음성 명료도 강화 시스템.
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