(57)【要約】本発明はノイズキャンセリング枕で騒音を遮断する方法およびノイズキャンセリング枕に関する。ノイズキャンセリング枕で騒音を遮断する方法は、フォワードマイクが騒音信号を受信する段階、ノイズキャンセリングスピーカーが騒音信号に基づいて決定されたノイズキャンセリング信号を生成する段階、フィードバックマイクが騒音信号とノイズキャンセリング信号間の相殺干渉で生成されたノイズキャンセルド信号を受信する段階とプロセッサがノイズキャンセルド信号に基づいてノイズキャンセリング信号を変化させるかの可否を決定する段階を含むことができる。【選択図】図１
2020508837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズキャンセリング枕で騒音を遮断する方法は、
フォワードマイクが騒音信号を受信する段階；
ノイズキャンセリングスピーカーが前記騒音信号に基づいて決定されたノイズキャンセリング信号を生成する段階；
フィードバックマイクが前記騒音信号と前記ノイズキャンセリング信号間の相殺干渉で生成されたノイズキャンセルド信号（ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）を受信する段階；および
プロセッサが前記ノイズキャンセルド信号に基づいて前記ノイズキャンセリング信号を変化させるかの可否を決定する段階を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記フォワードマイク、前記ノイズキャンセリングスピーカーおよび前記フィードバックスピーカーはオープン環境で動作し、
前記フォワードマイク、前記ノイズキャンセリングスピーカーおよび前記フィードバックスピーカーのそれぞれは臨界距離以上離れて位置することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フォワードマイクによって受信された前記騒音信号の位相とユーザーの耳に入力される前記騒音信号の位相は異なり、
前記フィードバックマイクによって受信された前記ノイズキャンセルド信号の位相と前記ユーザーの耳に入力された前記ノイズキャンセルド信号の位相は異なることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記プロセッサは前記フォワードマイクによって受信された前記騒音信号の位相に基づいて、ユーザーの耳に入力される前記騒音信号の位相を予測して予測騒音信号を決定し、
前記ノイズキャンセリング信号は前記予測騒音信号に対する相殺干渉のために決定されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記プロセッサは前記フィードバックマイクによって受信された前記ノイズキャンセルド信号に基づいて、前記ユーザーの耳に入力される前記ノイズキャンセルド信号の特性を予測し、
前記プロセッサは前記ユーザーの耳に入力される前記ノイズキャンセルド信号の特性に基づいて、前記ノイズキャンセリング信号の変化の有無を決定することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
騒音を遮断するノイズキャンセリング枕は、
騒音信号を受信するように具現されるフォワードマイク；
前記騒音信号に基づいて決定されたノイズキャンセリング信号を生成するように具現されるノイズキャンセリングスピーカー；
前記騒音信号と前記ノイズキャンセリング信号間の相殺干渉で生成されたノイズキャンセルド信号（ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）を受信するように具現されるフィードバックマイク；および
前記ノイズキャンセルド信号に基づいて前記ノイズキャンセリング信号を変化させるかの可否を決定するように具現されるプロセッサを含むことを特徴とする、ノイズキャンセリング枕。
【請求項７】
前記フォワードマイク、前記ノイズキャンセリングスピーカーおよび前記フィードバックスピーカーはオープン環境で動作し、
前記フォワードマイク、前記ノイズキャンセリングスピーカーおよび前記フィードバックスピーカーのそれぞれは臨界距離以上離れて位置することを特徴とする、請求項６に記載のノイズキャンセリング枕。
【請求項８】
前記フォワードマイクによって受信された前記騒音信号の位相とユーザーの耳に入力される前記騒音信号の位相は異なり、
前記フィードバックマイクによって受信された前記ノイズキャンセルド信号の位相と前記ユーザーの耳に入力された前記ノイズキャンセルド信号の位相は異なることを特徴とする、請求項７に記載のノイズキャンセリング枕。
【請求項９】
前記プロセッサは前記フォワードマイクによって受信された前記騒音信号の位相に基づいて、ユーザーの耳に入力される前記騒音信号の位相を予測して予測騒音信号を決定し、
前記ノイズキャンセリング信号は前記予測騒音信号に対する相殺干渉のために決定されることを特徴とする、請求項８に記載のノイズキャンセリング枕。
【請求項１０】
前記プロセッサは前記フィードバックマイクによって受信された前記ノイズキャンセルド信号に基づいて、前記ユーザーの耳に入力される前記ノイズキャンセルド信号の特性を予測し、
前記プロセッサは前記ユーザーの耳に入力される前記ノイズキャンセルド信号の特性に基づいて、前記ノイズキャンセリング信号の変化の有無を決定することを特徴とする、請求項９に記載のノイズキャンセリング枕。
【請求項１１】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された方法を遂行するためのコンピュータプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノイズキャンセリング枕で騒音を遮断する方法およびノイズキャンセリング枕に関する。より詳細にはＡＮＣ（ａｃｔｉｖｅ  ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ）に基づいて周辺の不要な騒音を遮断してユーザーにより気楽な寝床を提供するための、ノイズキャンセリング方法およびこのような方法を遂行するノイズキャンセリング枕に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルデバイスの発展につれて、イヤホンあるいはヘッドフォンの使用度が高まり、多様な環境で音楽を聴取する人々が多くなっている。ユーザーが飛行機、バス、町のような騒音が多い環境で音楽を聴取する場合、高い背景雑音により安定した音楽の聴取が難しい。したがって、背景雑音を除去して聴取力を向上させることを目的として、能動騒音制御（ａｃｔｉｖｅ  ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ、ＡＮＣ）を利用したノイズキャンセリング（ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ）ヘッドフォンが開発／普及されている。
【０００３】
能動騒音制御システムは声の特性である重畳の原理を利用する。雑音と反対の位相を有する騒音制御信号（またはノイズキャンセリング信号）が生成され、ヘッドフォンのイヤーパッドの内側に流入する外部の雑音は騒音制御信号によって相殺され得る。能動騒音制御は構造により、フィードフォワードシステム（ｆｅｅｄ  ｆｏｒｗａｒｄ  ｓｙｓｔｅｍ）とフィードバックシステム（ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｓｙｓｔｅｍ）に大別され得る。
【０００４】
フィードフォワードシステムは、ヘッドフォンの外部に位置した参照マイクロから測定された騒音信号に基づいて、ヘッドフォンの内部のエラーマイク位置での騒音信号が最小となるように制御信号を生成し、音楽信号を歪めることなく広い帯域の雑音を減少させることができる。その反面、フィードバックシステムはヘッドフォンの内部の誤差マイクから合成された参照信号を利用して騒音を制御する構造を有し、低周波帯域で高い雑音除去率を示す。
【０００５】
能動騒音制御システムはヘッドフォンだけでなく多様な物品に使われ得る。同床する人のいびき／周辺の騒音により熟睡することができず、不眠症を訴える人々が多い。このような能動騒音制御システムは睡眠環境においても活用され得る。睡眠環境に能動騒音制御システムが適用される場合、ヘッドフォンとは異なって遮蔽されていないオープン環境でＡＮＣ技術に基づいて騒音処理を遂行しなければならない。したがって、オープン環境で騒音を遮断するためのＡＮＣ技術が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前述した問題点をすべて解決することをその目的とする。
【０００７】
また、本発明は、オープン環境でノイズキャンセリング技術に基づいて騒音処理を遂行してユーザーに快適な睡眠環境を提供することを他の目的とする。
【０００８】
また、本発明は、オープン環境でノイズキャンセリング技術に基づいて騒音処理を遂行してユーザーに快適な睡眠環境を提供するものの、ユーザーに必要な音情報はユーザーに伝達されるようにすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明の代表的な構成は次の通りである。
【００１０】
本発明の一態様によると、ノイズキャンセリング枕で騒音を遮断する方法は、フォワードマイクが騒音信号を受信する段階、ノイズキャンセリングスピーカーが前記騒音信号に基づいて決定されたノイズキャンセリング信号を生成する段階、フィードバックマイクが前記騒音信号と前記ノイズキャンセリング信号間の相殺干渉で生成されたノイズキャンセルド信号（ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）を受信する段階とプロセッサが前記ノイズキャンセルド信号に基づいて前記ノイズキャンセリング信号を変化させるかの可否を決定する段階を含むことができる。
【００１１】
本発明の他の態様によると、騒音を遮断するノイズキャンセリング枕は、騒音信号を受信するように具現されるフォワードマイク、前記騒音信号に基づいて決定されたノイズキャンセリング信号を生成するように具現されるノイズキャンセリングスピーカー、前記騒音信号と前記ノイズキャンセリング信号間の相殺干渉で生成されたノイズキャンセルド信号（ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）を受信するように具現されるフィードバックマイクと前記ノイズキャンセルド信号に基づいて前記ノイズキャンセリング信号を変化させるかの可否を決定するように具現されるプロセッサを含むことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、オープン環境でノイズキャンセリング技術に基づいて騒音処理を遂行してユーザーに快適な睡眠環境を提供することができる。
【００１３】
また、本発明によると、オープン環境でノイズキャンセリング技術に基づいて騒音処理を遂行するものの、ユーザーに必要な音情報は選択的に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係るノイズキャンセリング枕を示した概念図である。
【図２】本発明の実施例に係るノイズキャンセリング枕のノイズキャンセリング手続きを示した概念図である。
【図３】本発明の実施例に係るオープン環境でノイズキャンセリング信号を生成する方法を示した概念図である。
【図４】本発明の実施例に係るオープン環境でのノイズキャンセリング方法を示した概念図である。
【図５】本発明の実施例に係るオープン環境でノイズキャンセリング方法を示した概念図である。
【図６】本発明の実施例に係る差別的なノイズキャンセリング方法を示した概念図である。
【図７】本発明の実施例に係るノイズキャンセリング枕を示した概念図である。
【図８】本発明の実施例に係るユーザーの耳の位置情報を獲得する方法を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
後述する本発明についての詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施例を例示として図示する添付図面を参照する。これらの実施例は、当業者が本発明を十分に実施できるように詳細に説明される。本発明の多様な実施例は互いに異なるが、相互排他的である必要はないことが理解されるべきである。例えば、本明細書に記載されている特定の形状、構造及び特性は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく一実施例から他の実施例に変更されて具現できる。また、それぞれの実施例内の個別の構成要素の位置または配置も、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく変更可能であることが理解されるべきである。従って、後述する詳細な説明は限定的な意味を有するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲が請求する範囲及びそれと均等な全ての範囲を包括するものと理解されるべきである。図面において類似する参照符号は、多様な側面にわたって同一または類似する構成要素を示す。
【００１６】
以下、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるようにするために、本発明の好ましい実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係るノイズキャンセリング枕を示した概念図である。
【００１８】
図１ではＡＮＣ（ａｃｔｉｖｅ  ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ）機能に基づいて周辺の騒音を遮断するためのノイズキャンセリング枕が開示される。
【００１９】
図１を参照すると、ノイズキャンセリング枕は複数のノイズキャンセリングスピーカーを含むことができる。複数のノイズキャンセリングスピーカーのそれぞれはノイズキャンセリング信号を生成するために具現され得る。複数のノイズキャンセリングスピーカーはユーザーが枕を利用して横になった場合、両側の耳と隣接した部分に位置することができる。具体的には、ユーザーがノイズキャンセリング枕を使って天井を見て横になった場合、ユーザーの左側耳と隣接した部分に第１ノイズキャンセリングスピーカーが位置し、ユーザーの右側耳と隣接した部分に第２ノイズキャンセリングスピーカーが位置することができる。以下、説明の便宜上ノイズキャンセリングスピーカーという表現を使うか、ノイズキャンセリングスピーカーはノイズキャンセリング信号発生部という用語で表現されることもある。
【００２０】
また、ノイズキャンセリング枕は、少なくとも一つの互いに異なる機能をする少なくとも一つのフォワードマイクおよび少なくとも一つのフィードバックマイクを含むことができる。
【００２１】
ノイズキャンセリング枕は第１フォワードマイク１１０および第２フォワードマイク１２０を含むことができる。第１フォワードマイク１１０はユーザーの左側耳に入ってくる第１騒音信号を獲得するために具現され、第２フォワードマイク１２０はユーザーの右側耳に入ってくる第２騒音信号を獲得するために具現され得る。ノイズキャンセリングが遂行されない場合、ユーザーが聴取する音情報を獲得するためのフォワードマイクはノイズキャンセリング枕で一つのみ具現されてもよい。以下、説明の便宜上フォワードマイクという表現を使うか、フォワードマイクは音信号入力部という用語で表現されることもある。
【００２２】
また、ノイズキャンセリング枕は第１フィードバックマイク１３０および第２フィードバックマイク１４０を含むことができる。第１フィードバックマイク１３０は、第１ノイズキャンセルド（ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｅｄ）信号についての情報をフィードバックするために具現され得る。第１ノイズキャンセルド信号は、第１ノイズキャンセリングスピーカー１５０により生成された第１ノイズキャンセリング信号によってノイズキャンセリングされた第１騒音信号であり得る。第２フィードバックマイク１４０は第２ノイズキャンセルド（ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｅｄ）信号についての情報をフィードバックするために具現され得る。第２ノイズキャンセルド信号は、第２ノイズキャンセリングスピーカー１６０により生成された第２ノイズキャンセリング信号によってノイズキャンセリングされた第２騒音信号であり得る。以下、説明の便宜上フィードバックマイクという表現が使われるか、フィードバックマイクはノイズキャンセルド信号入力部という用語で表現されることもある。
【００２３】
また、ノイズキャンセリング枕はプロセッサ１６０を含むことができる。プロセッサ１６０はフォワードマイクを介して入力される騒音信号に対する特性を決定し、騒音信号に対するノイズキャンセリングのためのノイズキャンセリング信号の特性を決定することができる。また、プロセッサ１６０はノイズキャンセリングスピーカーが決定された特性のノイズキャンセリング信号を発生させるように具現され得る。また、プロセッサはフィードバックマイクを介して入力されるノイズキャンセルド信号のフィードバックを受けてノイズキャンセリング信号の特性を変化させるように具現され得る。
【００２４】
以下、本発明の実施例では、２個のノイズキャンセリングスピーカー（第１ノイズキャンセリングスピーカー１５０および第２ノイズキャンセリングスピーカー１６０）、２個のフォワードマイク（第１フォワードマイク１１０および第２フォワードマイク１２０）、２個のフィードバックマイク（第１フィードバックマイク１３０および第２フィードバックマイク１４０）が開示される。しかし、ノイズキャンセリングスピーカーの個数、フォワードマイクの個数およびフィードバックマイクの個数は例示的なものである。ノイズキャンセリングスピーカーの個数、フォワードマイクの個数およびフィードバックマイクの個数は変更され得る。
【００２５】
図２は、本発明の実施例に係るノイズキャンセリング枕のノイズキャンセリング手続きを示した概念図である。
【００２６】
図２ではノイズキャンセリング枕でのノイズキャンセリング手続きが開示される。
【００２７】
図２を参照すると、ノイズキャンセリング枕に具現されたフォワードマイクが騒音信号を受信する。
【００２８】
前述した通り第１フォワードマイクは、第１ノイズキャンセリングスピーカーと隣接した位置でユーザーの左側耳に入ってくる第１騒音信号２１０を受信することができる。第２フォワードマイクは、第２ノイズキャンセリングスピーカーと隣接した位置でユーザーの右側耳に入ってくる第２騒音信号２２０を受信することができる。
【００２９】
フォワードマイクを介して受信された騒音信号がプロセッサに伝送される。
【００３０】
プロセッサは騒音信号を受信し、騒音信号をキャンセリングするためのノイズキャンセリング信号の特性を決定することができる。ノイズキャンセリング信号は、第１騒音信号２１０をキャンセリングするための第１ノイズキャンセリング信号２３０および第２騒音信号をキャンセリングするための第２ノイズキャンセリング信号２４０を含むことができる。
【００３１】
第１ノイズキャンセリング信号２３０は第１騒音信号２１０と反対の位相を有するように生成され得る。第１ノイズキャンセリング信号２３０は第１騒音信号２１０を相殺させて第１ノイズキャンセルド信号２５０を生成することができる。第２ノイズキャンセリング信号２４０は第２騒音信号２２０と反対の波形を有するように生成され得る。第２ノイズキャンセリング信号２４０は第２騒音信号２２０を相殺させて第２ノイズキャンセルド信号２６０を生成することができる。
【００３２】
フィードバックマイクがノイズキャンセルド信号についての情報を受信し、プロセッサにノイズキャンセルド信号についての情報を伝達することができる。
【００３３】
第１フィードバックマイクは第１ノイズキャンセルド信号２５０についての情報を受信し、第２フィードバックマイクは第２ノイズキャンセルド信号２６０についての情報を受信することができる。第１フィードバックマイクは第１ノイズキャンセルド信号２５０をプロセッサに伝達し、第２フィードバックマイクは第２ノイズキャンセルド信号２６０をプロセッサに伝達することができる。
【００３４】
プロセッサは、第１ノイズキャンセルド信号２５０および第２ノイズキャンセルド信号２６０に基づいて第１ノイズキャンセリング信号２３０および第２ノイズキャンセリング信号２４０の特性を変化させるかの可否を決定することができる。
【００３５】
例えば、第１ノイズキャンセルド信号２５０の大きさが臨界大きさ以下である場合、第１騒音信号２１０を相殺するための第１ノイズキャンセリング信号２３０の特性を変化させずに維持することができる。その反対に、第１ノイズキャンセルド信号２３０の大きさが臨界大きさ超過である場合、第１騒音信号２１０を相殺するための第１ノイズキャンセリング信号２３０の特性を変化させることができる。
【００３６】
すなわち、プロセッサはノイズキャンセルド信号の大きさが臨界大きさ以下である場合、騒音信号に対する相殺効果があると判断してノイズキャンセルド信号の特性を維持することができる。その反対に、プロセッサはノイズキャンセルド信号の大きさが臨界大きさ超過である場合、騒音信号を相殺するために使った既存のノイズキャンセリング信号の騒音信号相殺効果が高くないと判断し、ノイズキャンセルド信号の特性を変化させることができる。プロセッサはフィードバック結果に基づいてノイズキャンセリング信号の位相および振幅の大きさなどを新しく決定してノイズキャンセリング信号の特性を変化させることができる。
【００３７】
すなわち、プロセッサは第１ノイズキャンセルド信号２５０および第２ノイズキャンセルド信号２６０に基づいて第１ノイズキャンセリング信号２３０および第２ノイズキャンセリング信号２４０の特性を変化させるかの可否を決定することができる。
【００３８】
図３は、本発明の実施例に係るオープン環境でノイズキャンセリング信号を生成する方法を示した概念図である。
【００３９】
図３では、既存のヘッドフォンのような密閉環境ではないオープン環境でノイズキャンセリングを遂行するための方法が開示される。
【００４０】
図３を参照すると、ノイズキャンセリング信号を生成する複数のノイズキャンセリングスピーカーによって発生したノイズキャンセリング信号がオープン環境で騒音信号と相殺干渉を起こさなければならない。
【００４１】
既存にヘッドフォンのような密閉環境ではフォワードマイク３００の位置、フィードバックマイク３４０の位置およびノイズキャンセリングスピーカー３２０が隣接した箇所に位置することができる。具体的には、フォワードマイク３００は耳と隣接した部分で騒音を測定することができ、ノイズキャンセリングスピーカー３２０は耳と隣接した部分で騒音をキャンセリングするためのノイズキャンセリング信号を生成することができる。フィードバックマイク３４０もすぐに耳と隣接した部分でノイズキャンセルド信号を測定することができる。
【００４２】
すなわち、密閉環境ではフォワードマイク３００に流入した騒音とユーザーの耳に流入した騒音が同一／類似する特性を有することができ、ノイズキャンセリングスピーカー３２０により発生したノイズキャンセリング信号と騒音信号は相殺干渉され得る。
【００４３】
しかし、ノイズキャンセリング枕のノイズキャンセリング手続きはオープン環境で遂行され得る。実際に騒音信号を受信するフォワードマイク３００の位置、騒音信号に対するノイズキャンセリングのためのノイズキャンセリング信号を発生させるノイズキャンセリングスピーカー３２０の位置、ノイズキャンセリングされたノイズキャンセルド信号を受信するフィードバックマイク３４０の位置が、オープン環境では相対的に離れて位置し得る。また、フォワードマイク３４０の位置とユーザーの耳の位置が隣接しない場合、フォワードマイク３００に入力される騒音信号とユーザーの耳に入力される騒音信号が互いに異なる特性（例えば、異なる位相）を有し得る。これだけでなく、ノイズキャンセリングスピーカー３２０の位置とユーザーの耳の位置が隣接しない場合、ノイズキャンセリングスピーカー３２０により発生するノイズキャンセリング信号が、位相差によってユーザーの耳に入力される騒音信号に対する正確な相殺干渉を遂行できない場合もある。
【００４４】
したがって、オープン環境ではユーザーの耳の位置に基づいて、ユーザーの耳に入力される騒音信号に対する予測を遂行して予測騒音信号が決定され得る。また、決定された予測騒音信号に対するノイズキャンセリング信号も決定され得る。これだけでなく、フィードバックマイク３４０の位置とユーザーの耳の位置が臨界距離以上の場合、プロセッサはフィードバックマイク３４０から受信したノイズキャンセルド信号に基づいて、ユーザーの耳で実際に騒音信号とノイズキャンセリング信号間の相殺干渉が行われるかの可否を決定し、ノイズキャンセリング信号の特性を変化させてもよい。
【００４５】
以下、本発明の実施例ではオープン環境でのノイズキャンセリング方法が開示される。
【００４６】
図４は、本発明の実施例に係るオープン環境でのノイズキャンセリング方法を示した概念図である。
【００４７】
図４では、オープン環境でノイズキャンセリングのための予測騒音信号を決定する方法が開示される。予測騒音信号はフォワードマイクに入力される騒音信号に基づいてユーザーの耳に入力される騒音信号を予測して決定され得る。
【００４８】
図４を参照すると、予測騒音信号はフォワードマイクに入力される騒音信号についての情報、フォワードマイクの位置とユーザーの耳の位置についての情報に基づいて決定され得る。
【００４９】
具体的には、プロセッサは騒音信号を受信することができる（段階Ｓ４００）。
【００５０】
第１フォワードマイクは、第１ノイズキャンセリングスピーカーと隣接した位置にユーザーの左側耳に入ってくる第１騒音信号を受信することができる。第２フォワードマイクは、第２ノイズキャンセリングスピーカーと隣接した位置にユーザーの右側耳に入ってくる第２騒音信号を受信することができる。
【００５１】
プロセッサは第１騒音信号についての情報、第２騒音信号についての情報に基づいて騒音源の位置を決定することができる（段階Ｓ４１０）。
【００５２】
例えば、ユーザーの左側にいびきをかく他のユーザーが位置した場合、第１騒音信号についての情報、第２騒音信号についての情報に基づいて騒音源の位置がユーザーの左側に決定され得る。
【００５３】
プロセッサは予測騒音信号を決定する（段階Ｓ４２０）。
【００５４】
騒音源の位置が決定される場合、フォワードマイクの位置とユーザーの耳の位置間の差が決定され得る。ユーザーの耳の位置が固定された場合、フォワードマイクの位置とユーザーの耳の位置間の差は固定された値であり得る。ユーザーの耳の位置が固定されていない場合、フォワードマイクの位置とユーザーの耳の位置間の差は変化する値であり得る。ユーザーの耳の位置は多様な方法で決定され得る。これについては具体的に後述する。
【００５５】
騒音源の位置、ユーザーの左側耳の位置、第１フォワードマイクの位置および第１騒音信号（および／または第２騒音信号）に基づいて、ユーザーの左側耳に入力される第１予測騒音信号の特性が決定され得る。第１騒音信号と第１予測騒音信号のそれぞれの振幅および／または位相の特性が互いに異なり得る。例えば、第１フォワードマイクが左側耳よりも騒音源からより近い場合が仮定され得る。このような場合、第１騒音信号の振幅が第１予測騒音信号の振幅よりも相対的にさらに大きくてもよい。また、第１予測騒音信号の位相は第１フォワードマイクの位置および左側耳間の距離を考慮して第１騒音信号の位相を一定の方向にシフトさせた値であり得る。
【００５６】
同様に、騒音源の位置、ユーザーの右側耳の位置、第２フォワードマイクの位置および第２騒音信号（および／または第１騒音信号）に基づいて、ユーザーの右側耳に入力される第２予測騒音信号の特性が決定され得る。第２騒音信号と第２予測騒音信号のそれぞれの振幅および／または位相の特性は互いに異なり得る。例えば、第２フォワードマイクが騒音源からさらに遠い場合が仮定され得る。このような場合、第２騒音信号の振幅が第２予測騒音信号の振幅よりも相対的にさらに小さくてもよい。また、第２予測騒音信号の位相は第２フォワードマイクの位置および右側の耳間の距離を考慮して第２騒音信号の位相を一定の方向にシフトさせた値であり得る。
【００５７】
プロセッサは、ノイズキャンセリングスピーカーで発生するノイズキャンセリング信号が予測騒音信号をノイズキャンセリングするように、ノイズキャンセリング信号の特性を決定することができる。
【００５８】
すなわち、ノイズキャンセリング枕で騒音を遮断するためにフォワードマイクが騒音信号を受信し、ノイズキャンセリングスピーカーが騒音信号に基づいて決定されたノイズキャンセリング信号を生成することができる。また、フィードバックマイクが騒音信号とノイズキャンセリング信号間の相殺干渉で生成されたノイズキャンセルド信号（ｎｏｉｓｅ  ｃａｎｃｅｌｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）を受信することができる。プロセッサはノイズキャンセルド信号に基づいて、ノイズキャンセリング信号を変化させるかの可否を決定することができる。
【００５９】
フォワードマイク、ノイズキャンセリングスピーカーおよびフィードバックスピーカーはオープン環境で動作し、フォワードマイク、ノイズキャンセリングスピーカーおよびフィードバックスピーカーのそれぞれは臨界距離以上離れて位置することができる。
【００６０】
このようなオープン環境の特性により、フォワードマイクによって受信された騒音信号の特徴（例えば、位相、振幅など）とユーザーの耳に入力される騒音信号の特徴は互いに異なり、フィードバックマイクによって受信されたノイズキャンセルド信号の特徴とユーザーの耳に入力されたノイズキャンセルド信号の特徴は互いに異なり得る。
【００６１】
プロセッサは、フォワードマイクによって受信された騒音信号の特徴（例えば、位相）に基づいて、ユーザーの耳に入力される騒音信号の特徴を予測して予測騒音信号を決定することができる。ノイズキャンセリング信号は予測騒音信号に対する相殺干渉のために決定され得る。また、プロセッサはフィードバックマイクによって受信されたノイズキャンセルド信号に基づいて、ユーザーの耳に入力されるノイズキャンセルド信号の特性を予測することができる。プロセッサはユーザーの耳に入力されるノイズキャンセルド信号の特性に基づいて、ノイズキャンセリング信号の変化の有無を決定することができる。
【００６２】
図５は、本発明の実施例に係るオープン環境でノイズキャンセリング方法を示した概念図である。
【００６３】
図５では、予測騒音信号に対するノイズキャンセリング信号を生成するための方法が開示される。
【００６４】
図５を参照すると、ユーザーの耳と隣接した位置でノイズキャンセリングスピーカーによって生成されたノイズキャンセリング信号と予測騒音信号が相殺干渉されなければならない。したがって、プロセッサは予測騒音信号の特性を考慮して、ユーザーの耳と隣接した位置での予測騒音信号を相殺するためのノイズキャンセリング信号の特性を決定することができる。
【００６５】
プロセッサはノイズキャンセリングスピーカーによって発生したノイズキャンセリング信号が、ユーザーの耳と隣接した位置で予測騒音信号を相殺するように、ノイズキャンセリング信号の特性を決定することができる。例えば、ユーザーの耳と隣接した位置でノイズキャンセリングスピーカーによって発生したノイズキャンセリング信号と予測騒音信号間の位相差が１８０度となるようにノイズキャンセリング信号の特性が決定され得る。
【００６６】
具体的には、プロセッサは第１ノイズキャンセリングスピーカーの位置５３０とユーザーの左側耳の位置５５０を考慮して、第１ノイズキャンセリングスピーカーによって発生した第１ノイズキャンセリング信号５７０の信号特性がユーザーの左側耳周辺で第１予測騒音信号５１０を相殺できるように、第１ノイズキャンセリング信号５７０の位相および振幅を決定することができる。
【００６７】
同様に、プロセッサは第２ノイズキャンセリングスピーカーの位置５２０とユーザーの右側耳の位置５４０を考慮して、第２ノイズキャンセリングスピーカーによって発生した第２ノイズキャンセリング信号５６０の信号特性がユーザーの右側耳周辺で第２予測騒音信号５００を相殺できるように、第２ノイズキャンセリング信号５６０の位相および振幅を決定することができる。
【００６８】
図６は、本発明の実施例に係る差別的なノイズキャンセリング方法を示した概念図である。
【００６９】
図６では、ユーザーに必要な音情報は選択的に伝達するためのノイズキャンセリング方法が開示される。
【００７０】
図６を参照すると、ユーザーの耳に入ってくる音情報のうち、いびきをかく音のような熟眠を邪魔する音は騒音として遮断すべき必要がある。しかし、子供を育てる親の場合、子供の泣き声、設定したアラーム音などが騒音信号として遮断される場合、ノイズキャンセリング枕６００がユーザーの日常生活に不便を引き起こす可能性がある。
【００７１】
したがって、ユーザーに不要な音だけを遮断するための方法が開示される。
【００７２】
本発明の実施例によると、臨界値以下の周波数帯域の騒音信号についてはノイズキャンセリング方式を使って高くし、臨界値を超過する周波数帯域（相対的に高周波帯域）の騒音信号については遮音剤／吸音剤などで除去する方式が使われ得る。
【００７３】
またはノイズキャンセリング枕６００は、ユーザーの設定によりユーザーに不要な騒音信号のみを遮断するように具現されてもよい。例えば、ノイズキャンセリング枕６００自らまたは他のユーザー装置（例えば、スマートフォン）６２０との連動を通じて、騒音信号のうちユーザーが聞きたがらない騒音についての情報が選択され得る。選択された騒音に対して選択的なノイズキャンセリングが遂行され得る。
【００７４】
ノイズキャンセリング枕６００に対する初期設定のために、一定期間の間ノイズキャンセリング枕６００に入力される騒音信号が収集され得、ユーザーは収集された騒音信号を確認することができる。例えば、ノイズキャンセリング枕６００は収集された音信号についての情報をユーザー装置６２０に伝送することができる。ユーザー装置６２０は収集された騒音信号についての情報をユーザーに提供することができる。具体的には、ユーザー装置６２０で騒音信号が分類され、分類された騒音信号についての情報がテキスト、アイコンまたはグラフィックなどのような多様な形態でユーザーに提供され得る。ユーザーは分類された騒音信号のうち特定の音を選択して、睡眠時に聞きたくない騒音信号として設定することができる。ユーザー装置６２０はユーザーによって設定された騒音信号についての情報をノイズキャンセリング枕６００に伝送することができる。設定された騒音信号が発生した場合、ノイズキャンセリング枕６００は設定された騒音信号に対するノイズキャンセリング信号を生成して伝送することができる。
【００７５】
前記実施例は、別途のユーザー装置６２０とノイズキャンセリング枕６００が連動して騒音を選択的に設定する場合を例にしたものである。ユーザー装置６２０とノイズキャンセリング枕６００が連動せず、ノイズキャンセリング枕６００自ら騒音信号を設定して騒音信号のみを選択的にノイズキャンセリングすることもできる。
【００７６】
これだけでなく、本発明の実施例によると、ノイズキャンセリング枕６００では、音の特性を考慮して該当音がユーザーが設定した騒音と類似するかの可否を判断して自動でノイズキャンセリングしてもよい。例えば、ユーザーによっていびき音が騒音と設定された場合、騒音と設定されたいびき音と類似する特性（周波数、振幅、発生パターンなど）を有する音は騒音と判断されてノイズキャンセリングされてもよい。
【００７７】
これだけでなく、ノイズキャンセリング枕６００はノイズキャンセリング枕管理サーバー６４０と連結され得、ノイズキャンセリング枕６００は受信した騒音信号／ノイズキャンセリング対象として設定された騒音信号についての情報をノイズキャンセリング枕管理サーバー６４０に伝送することができる。ノイズキャンセリング枕管理サーバー６４０は、複数のノイズキャンセリング枕から受信した騒音信号／ノイズキャンセリング対象として設定された騒音信号についての情報に基づいて、ユーザーが騒音として感じる情報について分類して判断することができる。例えば、ノイズキャンセリング枕サーバー６４０は、収集された音のうち多様ないびき音についての情報を分類し、多様ないびき音に対するノイズキャンセリングのためのノイズキャンセリング信号を決定することができる。決定されたノイズキャンセリング信号についての情報は、ノイズキャンセリング枕６００に伝送され得る。ノイズキャンセリング枕６００は受信したノイズキャンセリング信号についての情報に基づいて、ノイズキャンセリング信号を生成することができる。
【００７８】
図７は、本発明の実施例に係るノイズキャンセリング枕を示した概念図である。
【００７９】
図７ではノイズキャンセリング枕の形状および構造が開示される。
【００８０】
図７を参照すると、ノイズキャンセリング枕には中間部分にユーザーの顔が位置するための溝７００が具現され得る。ノイズキャンセリング効果を高めるために、ユーザーの顔が枕で大きく動かないようにするために溝７００が具現され得る。例えば、ユーザーの顔は天井を見る形態で溝７００に位置することができる。
【００８１】
フォワードマイク７１０、ノイズキャンセリングスピーカー７３０およびフィードバックマイク７２０は、ノイズキャンセリング枕上の多様な箇所に位置することができる。例えば、ユーザーの耳周辺に隣接してフォワードマイク７１０、ノイズキャンセリングスピーカー７３０およびフィードバックマイク７２０が位置することができる。しかし、ユーザーの耳周辺に隣接してフォワードマイク７１０、ノイズキャンセリングスピーカー７３０およびフィードバックマイク７２０が位置せず、フォワードマイク７１０、ノイズキャンセリングスピーカー７３０およびフィードバックマイク７２０が互いに離隔して位置してもよい。フォワードマイク７１０、ノイズキャンセリングスピーカー７３０およびフィードバックマイク７２０間の距離が存在する場合、本発明の実施例に係るノイズキャンセリング枕では、フォワードマイク７１０、ノイズキャンセリングスピーカー７３０およびフィードバックマイク７２０の位置を考慮して予測騒音信号が決定され、予測騒音信号によるノイズキャンセリング信号が生成されてもよい。
【００８２】
例えば、第１フォワードマイクは溝に位置したユーザーの顔を基準として左側突出部、第２フォワードマイクは溝７００を基準として右側突出部に位置することができる。第１フィードバックマイクおよび第１ノイズキャンセリングスピーカーはユーザーの左側耳と近い左側突出部と溝７００の間の傾斜部分に位置することができる。第２フィードバックマイクおよび第２ノイズキャンセリングスピーカーはユーザーの右側耳と近い右側突出部と溝７００の間の傾斜部分に位置することができる。
【００８３】
ノイズキャンセリング枕に溝７００が具現された場合、ユーザーの顔が固定され、ユーザーの耳の位置が固定され得る。このような場合、ユーザーの耳の位置が固定されるため。予測騒音信号がユーザーの動きを考慮せずとも決定され得る。しかし、ノイズキャンセリング枕に溝７００が存在しなかったり、ユーザーの顔が寝ている間継続して動く場合、ユーザーの耳の位置が固定されないため、ユーザーの動き（ユーザーの耳の位置）を考慮して予測騒音信号を決定し、ノイズキャンセリング信号を生成する必要がある。
【００８４】
図８は、本発明の実施例に係るユーザーの耳の位置情報を獲得する方法を示した概念図である。
【００８５】
図８ではユーザーの耳の位置をセンシングして予測騒音信号を決定し、ノイズキャンセリング信号を生成するための方法が開示される。
【００８６】
図８を参照すると、睡眠時にユーザーの顔の位置（または耳の位置）が継続して変化し得、ユーザーの顔の位置（または耳の位置）の変化を判断して予測騒音信号を決定し、ノイズキャンセリング信号を生成することができる。
【００８７】
ユーザーの耳の位置を判断するために多様な方法が使われ得る。例えば、ノイズキャンセリング枕には、複数の位置のそれぞれに重さをセンシングできる複数の重さセンサ８００がそれぞれ具現され得る。複数の重さセンサ８００のセンシング結果に基づいて、ユーザーの現在の睡眠状態が分かる。例えば、ユーザーが天井を見て睡眠する場合、ユーザーの後頭部に該当する部分が枕に密着され、ノイズキャンセリング枕の重さセンサ８００はユーザーの後頭部に該当する面積で重さを感知することができる。後頭部に該当する面積で複数の重さセンサーがセンシングするセンシング値も互いに異なり得る。ノイズキャンセリング枕は重さセンサ８００のセンシング結果に基づいて、ユーザーが天井を見て睡眠すると判断することができる。
【００８８】
ユーザーが寝返って左側方向または右側方向を見て睡眠する場合、ユーザーの左側の顔面または右側の顔面に該当する部分が枕に密着し得る。ノイズキャンセリング枕の重さセンサ８００は、ユーザーの左側の顔面または右側の顔面に該当する面積で互いに異なる重さ値を感知することができる。ノイズキャンセリング枕は重さセンサ８００のセンシング結果に基づいて、ユーザーが左側または右側を見て睡眠すると判断することができる。
【００８９】
すなわち、ノイズキャンセリング枕に具現された複数の重さセンサ８００によるセンシング結果に基づいて、ユーザーの睡眠時の姿が予測され、ユーザーの耳の位置も予測され得る。予測された耳の位置を考慮して予測騒音信号が決定され、予測騒音信号によるノイズキャンセリング信号も発生され得る。
【００９０】
さらに他の方法として、ノイズキャンセリング枕に別途の映像撮像部８５０が具現されて現在のユーザーの位置に対する判断が遂行され得る。例えば、映像撮像部８５０がノイズキャンセリング枕の一側面に具現され得、映像撮像部８５０はユーザーの顔を撮像することができる。撮像されたユーザーの顔についての情報はプロセッサに伝達され得る。プロセッサはユーザーの顔についての情報に基づいてユーザーの耳の位置を予測し、ユーザーの耳の位置を考慮して予測騒音信号を決定し、予測騒音信号に対するノイズキャンセリング信号も決定することができる。
【００９１】
以上で説明された本発明に係る実施例は、多様なコンピュータ構成要素を通じて実行され得るプログラム命令語の形態で具現されてコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され得る。前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プログラム命令語、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて含むことができる。前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されるプログラム命令語は、本発明のために特別に設計され構成されたものであるか、コンピュータソフトウェア分野の当業者に公知とされている使用可能なものであり得る。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例には、ハードディスク、フロッピーディスクおよび磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスク（ｆｌｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）のような磁気−光媒体（ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｅｄｉｕｍ）、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのような、プログラム命令語を保存し実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令語の例には、コンパイラによって作られるような機械語コードだけでなく、インタープリタなどを使ってコンピュータによって実行され得る高級な言語コードも含まれる。ハードウェア装置は本発明に係る処理を遂行するために、一つ以上のソフトウェアモジュールに変更され得、その逆も同じである。
【００９２】
以上、本発明について、具体的な構成要素などのような特定の事項と限定された実施例および図面によって説明したが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものに過ぎず、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であればこのような記載から多様な修正と変更を加えることができる。
【００９３】
したがって、本発明の思想は前記説明された実施例に限定して定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等なまたはこれから等価的に変更されたすべての範囲は、本発明の思想の範疇に属するものと言える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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