Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference (한국음향학회:학술대회논문집)
The Acoustical Society of Korea
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최근 연속 음성 인식에서의 성능 향상을 위하여 음절을 인식 단위로 사용하고자 하는 노력들이 보고되고 있다. 그러나 음절의 경우 음소에 비해 학습성이 좋지 않고 모델의 수가 많으므로 음절 경계에서의 문맥 종속 모델링이 어렵다는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 음절의 이러한 단점을 극복하기 위하여 모노폰과 트라이폰을 이용하여 음절 모델을 합성하는 방법을 제안한다. 제안된 모델은 트라이폰에 비하여 평균
$55\%$ , PTM에 비하여 평균$13\%$ 의 인식 속도 향상을 보이며, 동일한 속도일 경우 PTM, 트라이폰 모델 모두에 대하여 ERR이 약$8\%$ 향상됨을 볼 수 있었다. -
본 논문은 한국어 연속음성인식에 효율적인 문맥의존 음향모델 수에 대한 연구로써 유사음소단위 수에 따른 인식 성능을 비교, 평가하였다. 기존에 본연구실에서는 48음소를 기본인식단위로 이용하고 있으나 연속음성인식의 경우 문맥종속모델이 사용되고 문맥종속모델은 변이 음을 고려한 음소가 이미 포함되어 있어 이를 고려하면 기본 음소를 줄이므로서 계산량의 감소와 인식 성능 향상을 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 , 본 논문에서는 기존의 48음소와 이를 39음소로 줄여 인식실험에 사용하여 그 성능을 비교 평가하기로 하였다. 이를 위하여 다양한 태스크의 데이터베이스를 통합하여 부족한 문맥요소들을 확장한 후 인식실험을 수행하였다. 실험결과 변이음의 개수를 줄이면서도 인식 성능저하가 없음을 확인할 수 있었으며 연속 음성의 경우 39음소를 이용한 경우가
$10\%$ 정도의 향상된 인식성능을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다. -
본 논문에서는 한국어에만 나타나는 경음에 대하여 음운학적, 음향학적 특성을 고찰하고 이를 기반으로 음성인식 실험을 수행한 후 그 결과를 분석하였다. 음성인식 실험을 위하여 입력 음성을 48개의 유사음소단위 (PLU; Phoneme Likely Unit)로 레이블링을 한 후 각각의 음소군에 대하여 LPC (Liner Predictive Coding) 분해능을 증가시키면서 음소인식 및 단어인식 실험을 수행하였다. 그 결과, 음소 인식 실험에서 경음군의 인식률이 가장 낮게 나타나 경음에 대한 분석이 보다 많이 필요함을 알 수 있었다. 또한 PLC의 분해 차원이 23차 일 때 경음과 전체 음소 인식률이 각각
$34.11\%,\;46.1\%$ 로 나타나 가장 양호함을 알 수 있었으며 단어인식 실험에서도 LPC 23차와 25차 일 때$81.68\%,\;81.87\%$ 로 인식률이 가장 좋음을 알 수 있었다. 이상의 실험 결과에서 한국어의 경음은 전체 시스템의 인식 성능과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. -
본 논문에서는 한국어 정서음성 데이터베이스를 수집하는 과정을 기술하고 및 데이터베이스의 특성에 관해서 논의한다. 데이터베이스는 배우로부터 수집되었으며 주관적 평가에 의해 평가되었다. 배우는 남녀 각 3인씩 총 6인이며, 6가지 정서상태에 의해 10개의 문장을 발성하였고 20명의 평가자가 음성에 포함된 정서상태를 독립적으로 평가하였다. 작성된 데이터베이스는 임의제시 방법에 의한 주관적 평가결과
$80\%$ 이상의 일치도를 얻었다. -
본 논문에서는 켑스트럼 기반의 후두질환 음성의 자동감별시, 훈련 및 테스트 마이크 불일치로 인한 채널 왜곡을 보상하기 위한 방법에 대해 연구를 하였다. 특징벡터 영역에서의 채널보상 방법으로 기존의 Cepstral Mean Subtraction (CMS) 방법과 Pole Filtering CMS (FPCMS) 방법을 이용하였다 실험결과 FPCMS를 적용한 경우 기존의 CMS에 비해 우수한 성능을 보이고,
$40\%$ 의 인식 오류 감소를 얻었다. -
본 논문은 잡음 환경하에서 특징 벡터의 차원 축소를 통한 음성 구간 검출에 관한 연구이다. 음성/비음성 분류는 통계적 모델을 이용한 분류-기반 방법을 사용한다. 검출기에서 실시간 적응화를 위해 우도-기반의 특징 벡터에 대한 차원 축소 방법을 제안한다. 이 방법은 음성/비음성 클래스에 대한 가우시안 확률 밀도 함수에 의한 비선형적 우도값을 새로운 특징으로 취하는 방법이다. 음성/비음성 결정은 우도비 검증(Likelihood Ratio Test)의 방법을 이용하며, LDA(Linear Discriminant Analys)에 의한 축소 결과와 성능을 비교한다. 실험 결과 제안된 차원 축소 방법을 통하여 2차원으로 축소된 특징 벡터가 고차원에서의 결과와 대등함을 확인하였다.
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본 연구에서는 ETSI 및 3GPP에 의해 개발된 광대역 음성부호화의 표준안인 AMR-WB 알고리즘을 분석하고, TMS320VC5510 DSK를 이용한 실시간 구현 결과를 제시하였다. AMR-WB 음성부호화기의 실시간 구현을 위해 프로그램 최적화 작업을 수행하였고, 구현된 음성 부호화기의 성능을 평가하기 위해서 프로그램 메모리와 데이터 메모리의 크기, 그리고 한 프레임당 수행 시간을 측정하였다. 구현된 시스템의 프로그램 메모리는 약65.6 kbytes, 데이터 메모리는 약 73.8kbytes 정도의 크기를 나타내었으며, 한 프레임인 20 msec를 처리하는데 소요되는 cycle 수가 평균 1,247,115 정도로 약 6.24 msec 내에 처리 할 수 있음을 보였다. 마지막으로 DSP로 구현한 AMR-WB 음성부호화기의 결과가 PC에서 시뮬레이션 한 결과와 일치함을 검증하였고 실시간으로 동작됨을 확인하였다.
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본 논문에서는 저전송율 음성부호화기인 2.4kbps MELP(Mixed Excitation Linear Prediction) 보코더를 TI(Texas Instruments) 사의 고정소수점 DSP인 TMS 320VC5510을 이용하여 실시간 구현한 결과를 제시한다. MELP 보코더는 전통적인 LPC 합성방식에 기반한 것으로, 2.4kbps LPC 보코더가 여기신호를 유성음 구간에 대해서는 펄스열로, 무성음 구간에 대해서는 백색잡음 신호로 단순화시켜 합성함으로써 음질이 저하되거나 buzz 현상이 나타나는 단점을 적절히 혼합된 형태의 여기신호를 사용함으로써 보완한 것이다. DDVPC(Defense Digital Voice Processing Consortium)에서 제공하는 ANSI C 소스 코드를 이용하여 TMS320VC5510 DSK에서 실시간 동작이 가능하도록 최적화 작업을 수행하였으며, 구현된 MELP 보코더는 프로그램 메모리 46.5 kbyte와 데이터 메모리 57.9 kbyte를 가지며, 22.5ms의 한 프레임을 처리하는데 1326531 클럭(6.6 ms)이 소요되었다.
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본 논문에서는 반복학습으로 음소모델을 강건하게 하여 음소기반 핵심어 검출 시스템의 성능을 개선하고자 하였다. 가변어휘 핵심어 검출 시스템은 인식 대상 핵심어의 추가와 변경이 용이하도록 모노폰 단위로 핵심어 모델과 필러 모델을 구성하였다. 핵심어 모델과 필러 모델은 동일한 음소모델을 이용하므로 각각의 음소 모델의 분별력 향상은 핵심어 검출 성능과 밀접한 관계에 있다. 따라서 본 논문에서는 음소 HMM(Hidden Markov Model)의 학습시에 반복 학습을 통하여 음소 모델을 강건하게 만든 후 핵심어 검출 실험을 수행하였다. 그 결과, 10회의 반복학습을 통하여 얻어진 음소 HMM을 이용한 핵심어 검출의 성능은 반복학습을 하지 않은 경우보다 핵심어 검출의 CA-CR 평균 성능이
$4\%$ 향상됨을 확인할 수 있었다. -
In this paper, we tried to develop a vowel training assistant method using vowel formant statistics. Formant statistics were obtained from PBW set consists of 452 words from 8 persons. Then, we calculated distance from input formants to each center of vowel formant space. Based on the distance, direct ions to correct the speaker's manner of articulation, i .e. position of jaw and tongue.
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에밀레종은 서기 771년도(신라 혜공왕 7년)에 완성한 것으로 성덕대왕의 공적을 기리기 위해 34년간 주조(높이 3.663m, 최대지름 2.227 m, 무게 18.900, 두께
$7.7\~21.5m$ )한 에밀레종의 과학성은 놀랄만하다. 외형도 미려하지만 종소리는 천, 지, 인을 뒤흔드는 신비감을 갖추고 있다. 에밀레 종소리는 끊어질 듯 이어지는 소리, 애끓는 소리, 심금을 울리는 소리 등의 특징을 갖는데 끊어질듯 이어지는 소리는 맥놀이 현상으로 나타난다. 지금까지 에밀레 종소리 규명에 대한 많은 연구가 있었다. 본 연구에서는 스펙트럼 분석을 통하여 에밀레 종소리에서 나타난 기본 주파수 64Hz, 168Hz, 360Hz, 480Hz 특성과 중년 남성의 목소리를 음성 분석기의 분석한 파형, 스펙트럼, 스펙트로그램으로 상호간의 비교 분석을 통하여 유사성을 규명하였다. -
인간은 "습관적 피치 레벨" 즉 자연스럽게 말할 때 평균적으로 사용하는 피치를 갖는다. 하지만 음성에 잡음이 첨가 되면 이 피치가 불규칙하게 바뀌게 된다. 이점을 이용하여 음성의 잡음레벨을 측정할 수 있다. 본 논문에서는 입력음성의 에너지를 구하고 일정 에너지레벨 이상에서의 구간에 대해 NAMDF(Normalized Average Magnitude Difference Function)방법으로 피치를 구하고, 각 프레임을 피치단위로 분절한 뒤 인근 피치간의 유사도를 측정하여 입력음성데이터의 잡음레벨을 검출하는 방법을 제안하였다.
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In this paper, we propose a virtual sound localization algorithm which improves the sound localization accuracy and sound color preservation for two channel and multi-channel surround speaker layouts. In conventional CPP laws, the sound direction is different from the panning angle and the sound color is different from real sound source especially when the speakers are spread out widely. To overcome this drawback, we design a virtual sound localization algorithm using directional psychoacoustic criteria (DPC) and sound color compensator (SCC). The analysis results show that in the case of the proposed system, the sound direction is the same as the panning angle in the audible frequency range and the sound color is less deviated from a real sound source than the conventional CPP law. In addition, its performance is verified by means of subjective tests using a real sound source.
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칼만/위너 필터 같은 기존의 음성향상 알고리즘은 잡음의 선험적 지식을 요구하고, 음성신호와 추정신호의 오차분산을 최소화하는데 중점을 두었다. 따라서, 잡음에 대한 통계적 추정에 오류가 있을 경우 결과에 악영향을 미칠 수 있다. 그러나
$H_\infty$ 필터는 잡음에 대한 어떠한 가정이나 선험적 지식을 요구하지 않는다.$H_\infty$ 필터는 최소상계(Upper Bound Least)를 적용하여 추정된 모든 신호들로부터 최소 에러 신호를 갖는 최상의 추정신호를 찾아내므로 칼만/위너 필터보다 잡음의 변화에 강인하다. 본 논문에서는 학습 신호로부터 은닉 마코프 모델의 파리미터를 추정한 후, 오염된 신호를 고정된 개수의$H_\infty$ 필터를 통과시켜 각 출력에 가중된 합으로 향상된 음성 신호를 구한다. 음성의 통계적 특성을 이용하여 모델 파라미터를 추정하는 은닉 마코프 모델과 잡음의 변화에 강인한$H_\infty$ 알고리즘을 사용해서, 다중$H_\infty$ 필터에 의한 강인한 음성향상 방법을 제안하였다. -
전화 음성용 화자인증 시스템 전화기에서 의뢰인의 ID와 음성을 입력받은 후 인증관련 처리론 PC에서 수행하여 그 인증 결과를 의뢰인의 전화로 알려주는 시스템으로 본 논문에서는 CTI(Computer Telephony Integration) 기술이 적용된 Dialog/4 보드를 이용하여 시스템을 구현하였다. Dialog/4 보드를 통하여 시스템에 입력된 ID와 음성에 대하여 신호처리와 특징 추출을 거친후 ID에 해당하는 화자모델과 배경화자 정보를 이용하여 유사도를 계산하여 의뢰인에 대한 인증 또는 거절의 결과를 알려준다. 실제의 전화음성을 이용한 화자인증 시스템이 성능평가에서 전화음성으로 실험을 할 경우
$99.6\%$ 의 인증률을 보여주었다. -
본 논문은 전화기의 수화기에서 들리는 상대방의 목소리를 디지털 발성처리기술을 적용하여 억양이 강하지 않고 부드러운 소리(소프트사운드, soft-sound)로 통화하는 방식을 새로이 제안한 것이다. 실시간 친절전화기의 구현에 있어 메모리 점유율을 음성신호의 지속시간을 제어함으로써 효율적인 소프트웨어 및 하드웨어 구현을 위한 방법을 제안한다. 목소리 신호의 특징 추출을 수행하여 발성자의 특성정보는 그대로 유지하면서 발성자의 의미정보를 친절하게 변경하는 것으로서, 발성자의 발성특성에서 지속시간을 조절하여 슬로우-목소리를 구현하거나, 발성 지속시간의 지연을 유성 및 비유성 구간으로 구분하여 처리를 다르게 하는 등의 발성 변환법을 전화기에 구현하여 상대방 목소리가 친절하게 들리도록 하는 친절기능을 부가한 전화기를 구현한다.
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다중음성 합성시스템은 단일 화자의 음성을 입력받아 다양한 음색의 다중음성으로 합성을 해주는 음성합성 시스템이다. 기존의 다중음성 합성시스템의 출력인 다중 합성음은 피치만 변경된 음성으로 원 음성과 동일한 지속시간을 갖게 된다. 따라서 피치 변경된 음성간의 구분이 어렵게 되며 이러한 사항을 개선하고자 본 논문에서는 피치와 지속시간 변경에 의한 다중음성 합성시스템에서 관한 연구를 하였다. 본 논문에서는 시간 영역에서의 지속시간 변경법인 PSOLA방식을 적용하여 피치 변경된 음성의 지속시간을 변경하였다. 지속시간 변경을 적용한 다중음성 합성시스템을 이용하면 한 사람의 음원 목소리로 여러 사람이 응원하는 효과음을 낼 수 있는 합성기로 사용할 수 있고 영화의 효과음, 핸드폰의 음성 메시지 서비스 등에서 용이하게 사용될 것으로 예상하고 있다.
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음성속도변환(TSM : Time Scaling Modification) 알고리즘은 시간축에서 음성 신호의 속도를 변환할 수 있는 방식이다. 이러한, 방법으로는 OLA(Overlap Add), SOLA (Synchronized Overlap Add) 알고리즘 등이 연구 되어 왔다. 2 가지 방식 중에도 동기화를 시켜 overlap 을 시키는 SOLA 알고리즘이 OLA 방법에 비해 음질이 우수하다. 본 논문에서는 TMS320C5416 DSP 에 계산량이 감소된 SOLA 알고리즘을 실시간 구현하였다. 기존의 SOLA 알고리즘에서 동기화를 위해 사용하고 있는 cross-correlation 함수는 곱셈연산에서 발생하는 bit 의 dynamic range 가 커서 나눗셈 연산에서도 과도한 연산량을 필요로 한다. 따라서 이러한 계산량의 감소를 위해 기존의 cross-correlation 함수가 대신 더하기와 빼기의 연산으로 수행되는 NAMDF 함수를 사용하여 계산량을 줄였다. 제안한 방법을 SOLA 알고리즘에 적용하여 성능 평가를 실시하였다. TMS320C5416 DSP 에 실시간으로 실험한 결과 NAMDF 함수를 사용하였을 경우 음질의 저하가 거의 없었으며, 계산량을 기존의 cross-correlation 방식에 비해 6.22MIPS 가까이 감소시킬 수 있었다.
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음성 부호화 기술은 전송률과 복잡도를 줄이고 음질을 향상시키는 방향으로 진행되고 있다. 현재 상용화되고 있는 CELP형 보코더는 낮은 전송률에 비해 우수한 음질을 제공한다. 본 논문에서는 기존의 방식과 다르게 보코더 단에 입력 음성이 들어가기 앞서 전처리 기법을 수행하는 전처리단을 부가하여 전송률을 낮추는 방법을 소개하고, 소개된 방법들을 각기 비교하고 분석하고자 한다. 전처리기법들을 음성 인식이나 합성에서 사용되는 파라미터들을 적용시켰으며, 처리시간이나 계산시간에 있어 기존의 방식에서 많은 영향을 미치지 않은 간단한 알고리즘으로 구현하였다. 소개하는 전처리단에서는 기존의 코딩방식에서 사용하지 않은 파라미터들, 발성율, 지속시간, PSOLA 방식들을 이용하였다.
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발성율은 일정한 시간동안 발성되는 음성신호 내에 몇 개의 음절이 포함되어 있는 지를 나타낸다. 발성율은 화자마다 다르고 각 음소들의 특징에 따라 변화할 수 있다. 발성율의 사전 측정이 이루어 진다면 음성부호화 측면에서도 중용한 정보로 사용될 수 있다. 기존의 음성부호화기는 발성율에 관계없이 고정적인 분석 구간을 정하여 전송률을 결정하고 있다. 따라서, 발성율을 미리 측정한다면, 발성율이 느린 부분과 빠른 부분에 각기 다른 부호화 방법을 적용하여 음질을 향상할 수도 있고 전송률을 가변적으로 적용할 수 도 있게 된다. 정확한 발성율을 측정하기 위해서는 음절의 변화를 추정하여야 한다. 음절의 변화를 추정하기 위한 방법으로 음성신호의 에너지 포락선 측정법과 LSP를 이용한 측정법이 각각 제안된 바 있으나, 본 논문에서는 위 두 가지 방법을 혼합한 방법을 사용하였다. 에너지 변동은 음성신호의 시간영역 처리방법으로 LSP 파라미터는 음성신호의 선형예측 분석에 의해 구해질 수 있다.
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일반적으로 오디오 시스템 혹은 AV 장치의 음질 평가는 숙련된 음질 평가자(Trained Listeners)의 주관적 평가 기준에 의해 평가가 이루어지고 있다. 그러나 이러한 방법은 평가자의 개인적 선호도(Preference) 및 청취 환경에 따라 음질 평가 결과가 왜곡되는 현상이 쉽게 발생하게 된다. 이런 이유로 주관적인 음질 평가 방법은 음질 평가자의 체감 음질과 직접적인 관계가 있음에도 불구하고 정확성 및 시불변성에 취약한 문제점을 내포하고 있다. 본 논문에서는 오디오 시스템 혹은 AV 장치에 대한 주관적인 음질 평가 방법을 기본 모델로 이용하여 주관적 음질 평가 항목과 계량화가 가능한 객관적 음질 평가 항목과의 상관 관계를 규명하여 기존의 주관적 음질 평가를 대체할 수 있는 객관적 음질 평가 방법을 새로이 제시한다.
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Split-beam 트랜스듀서의 입력신호로써 Sweep 신호를 구동한 어군탐지기 SONAR에 대하여 기술한다. Sweep 신호의 대역폭은 트랜스듀서 공진 대역의 대역폭에서 주파수 이동 변환하였다. 목표 대상물의 방위각 추정은 각 수신 채널 사이의 크로스-스펙트럼을 사용하여 추정한다. 추정 방위각의 정확도는 제안한 시스템의 알고리듬에 관계하고 있다.
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다채널 입체음향 시스템은 다수의 스피커를 사용하여 입체음향을 재현하므로 바이너럴 사운드 시스템에 비해 정확한 정위감과 넓은 sweet spot를 얻을 수 있다. 다채널 입체음향 시스템의 스피커 구동 기법은 각 스피커들 사이의 크기를 조절하는 amplitude panning 방법이 주로 사용된다. 그러나 이 방법은 각 스피커들 사이의 거리가 다르게 배치될 경우 성능이 저하되므로 본 논문에서는 각 스피커들의 위치가 다를 경우에도 손쉽게 설계가 가능한 스피커 구동방법을 제안한다.
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다이나믹 스피커의 진동판과 보이스코일을 지지하는 댐퍼는 스피커 진동부에 복원력을 공급하는 탄성체로서만 고려되어 왔다. 즉, 음파발생 장치로서 스피커를 고려할 때, 음파발생부로서 진동판과 부가적 음파발생부로서 에지에 의한 영향만이 고려되어 왔다. 본 논문에서는 진동판과 에지를 제거한 후, 댐퍼와 보이스코일 만으로 진동하는 다이나믹 스피커를 제작하여 댐퍼에 의해 발생된 음파의 특성을 측정하였다. 다음으로 댐퍼를 개별적인 음원으로 가정하여 댐퍼에 의해 발생된 음파를 계산하여 측정치와 비교하였다. 결론적으로 댐퍼는 스피커 진동계 복원력을 제공하는 요소로저 만이 아닌 진동판 이외의 부가적인 음원이 됨을 확인할 수 있었다.
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스피커는 진동판의 크기와 형태 외에도 소재 또는 내부구조에 따라 구동 특성이 달라진다. 본 연구에서는 동일한 신호가 입력되는 두 진동판 사이에 공동을 형성시킨 경우, 다공성 흡음재를 삽입한 경우 스피커의 특성 변화를 관측하였다. 특히, 다공성 흡음재를 삽입한 경우, 다공성 물질의 체적을 동일하게 하고 진동판 표면 상태에 따른 영향과 진동판 상의 진동 전달 경로에 의한 영향을 제거하여 내부물질에 따른 특성의 변화를 측정하였다.
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낮은 대역폭에서 다채널 다객체 오디오 신호를 전송하기위해 새롭게 제안된 Spatial Audio Coding 기술은 멀티채널 오디오 신호를 다운믹싱하고 나머지 채널은 음향공간상의 위치정보를 나타내는 파라미터들로 압축하여 표현하는 파라메트릭 압축 방식이다. 본 논문에서는 Spatial Audio Coding 기술중의 하나인 BCC 기술을 이용하여 스테레오 오디오 코덱을 구현하고, 주관듣기평가 실험을 통하여 AAC와 비슷한 성능을 나타내면서도 높은 압축율을 얻을 수 있음을 확인하였다.
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수중 음향 탐지 시스템에서 빔 형성 기법은 오랫동안 많은 연구자들에 의해 연구되어 왔다. 빔 형성 기법은 탐지성능에 직결되기 때문에 최적의 빔 설계는 중요한 문제가 된다. 그리고 최적의 빔 형성기를 구현하기 위해서는 개별 센서에 대한 가중회로의 구성이 필수적이며, 가중회로를 구성하기 위해서는 개별 센서에 대한 등가회로 모델링과 정합회로 설계가 필수적이다. 이전의 연구에서는 센서 등가회로 모델링 Tool과 정합회로 디자인 Tool 각각의 구성과 사용방법에 대해서 소개하였다. 본 논문에서는 이 두 가지 Tool을 모두 이용하여 센서 등가회로 및 정합회로를 모델링하였고, 이를 바탕으로 실제 가중회로를 구현하였다. 실험을 위해 물-공기의 상사효과를 가정하였으며, 공기 중에서 스피커 어레이를 이용하여 빔 형성을 하였다. 또한, 이론치와 실험치를 비교하여 BeamCAD, 센서 등가회로 모델링 Tool 그리고 정합회로 디자인 Tool로 이루어진 소나 센서 디자인 Tool의 타당성을 검증하였다.
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수중음향 시스템에서는 빔형성(Beamforming) 기법을 이용하여 목표물로부터 신호를 수신하고 이에 대한 정보를 얻어낼 수 있는데, 이러한 빔형성에 있어서 주엽(Mainlobe)의 빔폭(Beamwidth)과 부엽(Sidelobe)의 크기(Level)를 설계자가 목표하는 값에 최적화 시킬 수 있는 방법을 찾는 것이 무엇보다도 중요하다 최근 연구된 빔형성 기법의 대표적인 결과 중 하나로는 Phi1ip의 Weighting Function Method를 들 수 있다. 이러한 Phi1ip의 방법은 목표 주엽폭과 부엽 준위를 정하고 이를 적응필터 설계방식과 유사하게 적응시켜 나가는 과정을 이용한다. 그러나 이 방법은 주엽폭과 부엽 준위간의 상관관계로 인해서 원하는 부엽준위에 다다르지 못하거나 결과값을 얻는데 상당한 시간이 소요되는 경우가 자주 발생하는데, 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 부엽 준위에 미치지 못하는 일부에 대하여 부분 최적화를 시켜 비교적 쉽게 설계를 만족시키는 새로운 알고리듬을 제안하고자 한다.
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본 연구에서는 Split-beam 변환기에 적용 가능한 방향 탐지 알고리듬으로써 4분 샘플링에 의한 시간 영역에서의 음원 도래 방향 탐지법을 검토하고자 한다. 외부 잡음을 고려한 환경하에서도 완전 샘플링 및 4분 샘플링 후 주파수 영역에서의 시간 지연 계산법보다 4분 샘플링에 의한 시간 영역에서의 상호상관 기법이 경제적인 측면과 분해능의 측면에서 적절하다는 것을 확인하였다.
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배열센서를 사용한 표적의 위치 추정은 레이다 및 소나에서 잘 알려진 문제이다. 최근에 Lee 등은 1 차원 수평 선배열 센서만을 사용하여 다중경로를 통해 들어오는 신호로부터 표적의 3 차원 위치를 추정하였다. 그러나 이 알고리즘에서 수중에서의 음속은 수심에 관계없이 일정하다고 가정하였기 때문에 음속이 수심에 따라 다양하게 변화하는 실제 수중환경에서는 그 추정성능이 현저히 저하된다. 따라서 본 논문에서는 표적의 거리, 깊이, 방위각으로 구성되는 3 차원 위치 추정을 위해 비균일 음속환경에서의 음파전달모델(ray propagation model)을 이용한 ML 기법(maximum likelihood estimation)을 적용하였으며 일정한 음속을 가정한 Lee 기법의 추정치를 초기값으로 한 탐색을 통해 ML 기법의 연산량을 감소시켰다.
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탄성 매질에서의 음파 반사 특성에 나타나는 임피던스 변화 특성을 고찰하였다. 접지각이 작은 영역에서의 임피던스 값은 접지각에 관계없이 거의 일정한 값을 가지고 해저면 Type 변화에는 민감하게 변화하는 특성을 나타내었다.
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표면 반사파가 존재하는 무향수조 내에서 근접 음향 홀로그래피의 적용 가능성을 살펴보기 위하여 여러 변수의 변화에 따른 음장 예측 수치해석을 수행하였다. 수직 배열 센서 및 수평 배열 센서를 이용하는 경우에 대해 해석하였으며 수직 배열센서를 이용하여 한 면에서 측정하는 경우 표면 반사파에 의한 영향은 무시할 만큼 작은 것을 확인하였다. 수평 배열센서를 이용하는 경우에는 표면 반사파의 영향이 상대적으로 크게 나타나 반사파를 고려하기 위해 두개의 측정면에서의 음압값이 필요하며 직접파와 반사파를 모두 고려하는 경우 음압 예측치의 오차가 적게 나타남을 알 수 있었다.
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본 논문에서는 수중익 버블 캐비테이션과 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 거동 및 소음을 Eulerian-Lagrangian 기법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. Eulerian-Lagrangian 기법은 캐비테이션 버블이 유동장에 미치는 영향이 거의 없다는 가정하에 유동장과 캐비테이션 거동을 일방으로 연계하여 해석하는 방식이다. 수중익 버블 캐비테이션 해석을 위한 유동장은 비압축성 RAMS 방정식을 해석하여 구하고 날개 끝 볼텍스 캐비테이션 유동장은 일반적 CFD 기법의 큰 수치 소산으로 그 특성이 잘 나타나지 않으므로 Sculley 볼텍스 모델을 이용하여 해석한다. 해석한 유동장 정보를 입력치로 하고 버블의 지배 방정식인 Rayleigh-Plesset 방정식과 Newton의 제2법칙에 근거한 궤적 방정식을 연계하여 캐비테이션의 성장-붕괴와 운동을 예측한다. 계산된 거동 정보를 이용하여 버블 캐비테이션과 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 소음을 예측하였다. 본 연구는 수중 운동체에서 발생하는 캐비테이션의 거동과 소음의 특성을 파악하고 그에 따른 대비책을 마련하는 기본 연구로서 활용할 수 있을 것이다.
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Choi Y. H.;Kim J. S.;Shin K. C.;You J. S.;Joo W. H.;Kim Y. H.;Park J. H.;Choi S. M.;Kim W. S. 171
표적강도는 수중 산란체의 능동 탐지 확률을 좌우하는 중요한 변수중 하나이며 산란체의 기하학적 형상에 의해 결정이 되기 때문에 수치해석을 통한 해석 및 예측이 가능하다. 수치해석 기법은 현재 여러 가지가 알려져 있으며, 그중 Kirchhoff approximation이 다른 해석 기법에 비해 거울면 반사특성의 산란해석에 적합하며, 프로그램으로의 적용이 용이하다는 장점으로 인해 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 장점에 의거하여 Kirchhoff approximation을 이용하여 표적강도 수치해석 프로그램을 개발 및 검증하였다. 프로그램의 성능 검증은 원통형 산란체에 대한 이론해 검증과 원통형 실험 산란체를 통한 실험 검증을 수행하였다. -
선박의 수중방사소음은 다양한 기계류나 추진기 혹은 선체와 유체간의 상호 작용으로 인하여 여러 형태의 특성신호로 나타나게 된다. 이는 선박의 운용조건, 장비 회전특성 및 내부구조에 따라 스펙트럼상에 상이한 주파수로 확인됨은 물론, 신호의 출현 형태에도 다양성을 보이고 있다. 일반적으로 선박소음은 속력 종속적인 추진 계통 성분과 비종속적인 보기류 신호로 구분되나 다수의 신호성분이 혼재되어 발생기원을 분류하는 것은 복잡한 과정을 거쳐야 한다. 본 연구에서는 이러한 점을 해결하기 위해 선박의 Tonal성 신호를 자동으로 탐지하고 분류하기 위해 규준화된 스펙트로그램 상에서 연속되는 신호에 가중치를 주어 지속성 신호여부를 판별한 후에 정해진 임계치를 초과하는 성분을 Tonal로 선정하였다. 선정된 Tonal에 대해 주파수선의 대역특성 및 시간 변동성에 대한 패턴인식 방법을 적용하여 Tonal의 발생기원이 속력 종속/비종속적인지를 자동으로 판별하는 알고리즘의 유용성에 대한 결과를 기술하였다.
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수중음향통신을 위한 빔형성 알고리듬은 수중음향통신 신호가 상대대역폭(대역폭에 대한 반송주파수 비)이 큰 광대역 신호 특성을 고려해야한다. 우리는 본 논문에서 위상동기식 디지털 수중음향통신을 위한 협대역 신호 가정을 하지 않은 기저대역 배열 신호 모델을 유도하고 RLS 알고리듬을 이용하여 가중치를 갱신하는 FTR 필터 구조의 광대역 적응 빔형성 알고리듬에 대해서 전산 모의실험을 통하여 FIR 필터 길이, tap간 간격 등과 같은 최적의 FIR 필터 파라미터를 제시하였다.
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본 논문에서는 수중 초음파 통신용 QPSK 버스트 수신기를 DSP시스템을 이용하여 구현하기위한 시스템 설계에 대하여 논한다. 본 논문에서 고려하는 시스템은 25kHz의 반송주파수를 사용하고, 심벌율은 5kHz이며, 데이터 전송율은 10,000bps이다. 송신기에서 심벌정보를 전송하기 위해 펄스성형필터를 거친 신호를 디지털 믹서기를 이용하여 디지털 영역에서 반송주파수 대역으로 신호를 변조한 후 200kHz로 샘플링하는 D/A변환기를 이용하여 전송 아날로그 신호를 생성한다. 수신기에서는 수신 신호를 디지털로 처리하기 위하여 100kHz로 free running하는 A/D 변환기를 이용하여 수신 데이터를 얻는다. 수신기에서는 32심벌 길이의 프리앰블을 이용하여 프레임 동기를 찾음과 동시에 개략적인 심벌시간 동기와 위상편이를 추정한다. 추정한 위상편이값은 2차 PLL (phase-looked loop)의 초기값으로 사용하여 위상 추적을 수행하는 전송 시스템이다. 또한, 된 논문에서는 실해역 전송 시험 테이터를 통하여 조류의 변화에 의해 발생하는 Doppler 편이를 보상하기 위하여 PLL이 필수적으로 필요함을 보인다.
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본 논문에서는 연안에 서식하는 잘피(Zostera Marina)의 시공간적 분포와 생산성을 파악하기 위해 음향실험을 통한 분석을 시도하였다. 해저면이 니질로 구성된 잘피 서식지에 수평입사각 및 방위각에 따라 120 kHz 및 50 kHz 음원을 이용하여 송
${\cdot}$ 수신 하였다. 수평입사각 및 방위각에 대한 수신 신호의 산란강도를 표현하였으며 그 분포양상이 실제분포와 유사한 경향을 보인다. 각 음원의 주${\cdot}$ 야간별 신호에서는 산란강도의 차이가 관측되었다. 이를 통해 잘피의 광합성에 의한 공기방울의 음파산란 영향에 대한 가능성을 확인하였다. -
본 연구에서는 해양의 기초 생산자인 잘피 (Zostera marina)의 후방산란 특성을 일주기 동안 관측 하였다. 해상 실험은 2004년 2월
$25\~29$ 일 기간 중 남해 동대만에서 실시 하였다. 그랩(Grab)을 이용하여 해초지의 입도를 분석 하였으며 주파수별 산란 특성을 고려하기 위해서 17, 30, 50, 80, 100, 그리고 120kHz 음원을 해초지에 수직 지향하여 주, 야간 잘피의 후방 산란을 측정하였다. 실험 환경 분석을 위해 파고와 조석 및 잘피의 생체량(biomass)측정을 실시 하였다. 광합성 시 해초지에서 발생되는 산소 공기는 해수에 의해 용존 되거나 산소 가스 형태로 존재하게 된다. 이들 공기 방울에 의해서 형성되는 공기 방울 층은 음 세기의 감쇠를 야기 시킨다. 실험 결과 주, 야간 동안 음의 산란 강도 변화를 확인 하였다. -
Na Young-Nam;Kim Young-Gyu;Kim Seong-Il;Cho Chang-Bong;Kim Hyung-Soo;Lee Young-Kon;Lee Seong-Hoo 195
국과연은 현재 해군에서 운용중인 잠수함의 주요 장비와 연동하고 소나의 탐지성능예측이 가능한 시스템 SAIMS1.0을 개발하였다. 본 시스템의 설계 개념은 다음과 같다. 1) 저주파$\~$ 고주파 영역 음장계산을 위한 음향모델을 실용화하여 탑재한다. 2) 함 탑재장비와 ENC 기반 전술정보처리용 해도를 연동하여 생산된 음탐정보의 적용성을 최대화한다. 3) 광해역에 대한 정밀 DB를 구축하여 운용한다. 4) CTD 정보로부터 수직음속구조를 추정하는 알고리즘을 개발/탑재한다. 개발된 시스템은 '03.10.-'04.2. 기간 실시된 시험평가를 통해 적용성을 검증하였다. -
해양에서 연구목적으로 저주파 음원으로 사용하고 있는 폭발성 음원(SUS: Signals, Underwater Sound)의 신호특성을 파악하기 위해 1999년 9월에 동해의 대륙사면에서 1마일에서 80 마일까지 약 1에서 5마일의 정해진 간격으로 SUS를 투하하여 발생된 음향신호를 거리 및 수신수심별로 수신하였다. 주파수 필터를 사용하여 분석한 결과, 1 kHz이상의 고주파수 성분이 폭발시에 먼저 방출되며 저주파수 신호는 뒤이어 발생됨을 확인하였다. 이것은 폭약이 폭발시에 일어나는 메카니즘과 관련이 있는 것으로 사료된다. 거리의 증가에 따라 잔향의 영향을 받아 뒤이어 수신되는 파속(wave packet)들을 확인할 수 있었으며, 신호에 많은 영향을 주고 있었으나 잔향 분석은 여기서는 제외하였다. 본 연구는 실해역에서의 SUS신호에 관한 많은 자료를 분석한 것으로서 그 신호특성에 관한 이번 고찰은 해양음파전달시 사용하는 SUS 음향신호 해석에 많은 도움을 줄 것으로 기대한다.
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본 논문에서는 중규모 해양음향 토모그래피의 선결문제 해결을 위한 방법을 제안하였다. 선결문제 해결을 위해 음속구조에 대한 군집분석 방법을 사용하였으며, 제안된 방법의 성능 검증을 위해 동해 중규모 해양환경 역산 모의실험을 수행하였다. 연구 결과 제안된 방법을 사용함으로써 중규모 해양음향 토모그래피 역산 성능이 향상됨을 확인하였다.
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수직선배열과 이동음원을 이용하여 수심이 140m인 동해 연안에서 정합장처리 실험을 실시하고 신호를 분석하였다. Battlett, MVDR, WMGC 정합장처리기를 이용하여 음원위치추정을 수행하였다. 실험 해역의 수온구조는 내부파등의 단주기 변동의 영향을 크게 받는 것으로 알려져 왔으며, 정합장처리 결과에서도 단주기변동의 영향을 받아 부엽준위가 증가하였다.
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본 연구에서는 복잡한 형상을 가진 음원으로부터 방사하는 음장을 등가음원법 (equivalent source method)을 이용하여 재구성한다. 일반적인 등가음원법의 기본 원리는 진동하는 물체의 표면 또는 내부에 등가음원을 분포시켜서 등가음원의 강도를 계산하는 방법이다. 각 등가음원의 강도는 음원의 경계 조건이나 측정된 음장 음압을 통해서 구할 수가 있으며 사용된 등가음원의 차수, 개수 그리고 위치 등은 고려되어야 할 중요한 변수들이다. 기존의 HELS (Helmholtz equation least square) 방법은 한 곳의 위치에 다양한 차수로 이루어진 등가음원을 사용하여 각 차수의 계수를 구하는 방법으로써 구형에 가까운 음원에 대해서 좋은 결과를 보이나 음장의 결과가 최대 차수의 선택에 따라서 큰 오차를 유발하는 문제점이 있다. 따라서 정규화 기법을 사용하여 음장을 재구성하기 위해 필요한 등가음원의 최적 차수를 구하고, 음원 내부에 최적 차수로 이루어진 등가음원을 여러 개의 점에 위치시켜서 재구성 정확도를 향상시켰다. 정규화된 등가음원법의 타당성 검증을 위하여 표면 일부가 진동하는 구에 대한 수치 해석 및 청소기 모델에 대한 음장 재구성 실험 을 수행하였다.
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본 논문에서는 다중 wedge와 방음벽에 의한 음파의 회절을 예측하는 공식을 다루었으며 BEM이나 다른 측정결과와 비교하여 정확성을 확인하였다. 여러 가지 경우의 회절경로가 있을 때 가장 적은 수의 회절경로를 따라 전파하는 음파가 가장 중요한 성분이며 회절수가 커질수록 크기는 줄어든다.
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드라이 펌프(Dry Pump)는 청결을 요구하는 반도체 생산 공정에 많이 사용하고 있다. 오늘날 반도체 수요의 증가와 함께 드라이 펌프의 수요도 늘어나고 있다. 그에 각 반도체 회사들은 진공 펌프의 선정이 매우 중요한 문제 중 하나로 대두대고 있다. 진공 펌프를 위한 종합 성능 평가 장치의 개발은 이들 회사에서 요구하는 펌프의 성능을 종합적으로 평가함으로써 펌프 선정의 중요한 근거 자료로 사용 할 수 있을 것이다. 본 연구에서 구축한 종합성능 평가 장치는 진공 펌프의 최대 도달 진공도(Ultimate Pressure), 배기속도(Pumping Speed), 전력 소비(Power Consumption), 진동(Vibration) 그리고 음향 파워(Sound Power)등과 같은 종합적인 성능을 한번에 평가 할 수 있다.
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Leak noise is a good source to identify the exact location of a leak point of underground water pipelines. Water leak generates broadband noise from a leak location and can be propagated to both directions of water pipes. However, the necessity of long-range detect ion of this leak location makes to identify low-frequency acoustic waves rather than high frequency ones. Acoustic wave propagation coupled with surrounding boundaries including cast iron pipes is theoretical analyzed and the wave velocity was confirmed with experiment The leak locations were identified both by the acoustic emission (AE) method and the cross-correlation method. In a short-range distance, both the AE method and cross-correlation method are effective to detect leak position. However, the detect ion for a long-range distance required a lower frequency range accelerometers only because higher frequency waves were attenuated very quickly with the increase of propagation paths. Two algorithms for the cross-correlation function were suggested and a long-range detection has been achieved at real underground water pipelines longer than 300m.
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각종 재료의 음향투과손실을 간단히 비교 시험할 수 있는 관내법이 향후 국제규격으로 제정될 것에 대비하여 우선 KS 규격 제정을 목적으로 제반 특성평가를 수행하였다. 이를 위해 임피던스관을 제작하고, 관 벽을 따라 시편을 지나 마이크로폰 위치까지 전달되는 진동량, 무반사처리부의 흡음률 등 기본적인 특성을 살펴보았다. 최종적인 검증을 위해 몇 가지 시편에 대해 투과손실을 측정하고 이론적 해석에 의한 예측 값과 비교하였다.
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Sound transmission either as airborne or structure borne is a potential problem that occurs in buildings either from sources within or from outside. With the expansion of real estate activities in countries like India, the need to attend sound insulation requirements also assumes greater dimensions. The focus of this research is on studying the sound transmission characteristics of building structures made of hollow blocks, neocrete block, aerocon block and prefabricated panels such as Ferrocement panel. The tests were carried out the blocks with and without plastering and their sound reduction index was measured at one-third octave frequencies. In the case of ferrocement panels, different types of systems were tested in the TL suite. Panels with cavity, with cavity ties, with insulation, with stiffeners and with plasterboard were investigated. Sound reduction index of these panels was measured with additional quantities like longitudinal wavespeed, and loss factors (internal and total loss factor). Tests were also conducted on Cypcrete wall panel and Sandwiched wooden panel in a similar way. Theoretical investigations were carried out using Statistical Energy Analysis (SEA) for the above systems. Sound reduction index was then compared between the predicted and the measured values.
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전민동 성당은 얕은 팔각뿔대 형상의 지붕을 가진 팔각기둥의 형태로 재설계되었다. 팔각기둥의 형상은 마주보는 4쌍의 벽들로 인하여 공간에서 정상파가 발생하기 쉽고, 지붕 또한 둥근 형태로 음향 초점이 발생할 수 있는 등 여러가지 문제점을 가지고 있다. 이러한 형태의 전민동 성당에 대하여 여러 가지 음향 인자들을 예측하였고, 예측치와 측정치를 비교하였다. 사용된 음장해석 프로그램은
$CATT^{TM}$ 이고 예측 또는 측정된 음향인자는 RT, D50, C80 등이다. 건축물만의 특성과 전기음향설비가 포함된 음향특성을 비교하기 위하여, 무지향성 스피커를 이용한 측정과 성당에 장착된 전기음향장치를 이용한 측정을 수행하였다. 공연장과 마찬가지로 성당의 신도석에서도 음이 고르게 분포되는 것이 바람직하며, 신도석에서의 음압분포를 예측과 측정을 통하여 비교하여 보았다. -
본 연구는 국립국악원 우면당의 개보수공사에 있어서 새로이 변경되는 객석의 형태와 규모 및 목적에 맞는 최적의 실내음향설계를 제시하기 위하여 현재의 우면당 실내음향의 문제점을 파?하고 설계된 도면을 기초로 하여 과학적으로 분석, 평가함으로서 국악공연에 적합한 최적의 음향성능을 창출하고 이에 따른 실내마감 자재 및 설계, 시공방법 등을 제시하였다. 또한 시공후 음향성능에 대한 평가작업을 시행하여 시공전과 비교함으로서 그 개선의 결과를 검증하였다.
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UTS Designs and Experiments according to a Stand-off Technique using the Magnetostrictive Ultrasonic본 논문에서는 초음파 웨이브렛 지연시간을 이용한 초고온 온도 측정법을 기초로 하여, 이 기술을 바탕으로 두 번째 단계인 용융물 온도에서 내구성을 갖는 초음파 센서(UTS : Ultrasonic Temperature Sense)를 설계하여 약
$2300^{\circ}C$ 까지 실험로 내부의 온도를 측정하고자 한다. 이때 UTS 설계의 중요 인수는 센서 봉 외부 표면과 시스(sheath) 내부 표면의 두 텅스텐 재료가 비접촉 상태로 요구된다. 만약 이들 두 재료가 고온의 상태에서 접촉되면 음향적 분로인 Shunting 현상이 발생한다. 이 현상을 물리적으로 억제하기 위한 센서 설계가 필요하게 되며, 이 센서 설계의 성공 여부의 첫째 요구 조건으로서 센서 내부의 구조적으로 음향 Shunting 현상을 억제하는 기술이 필요로 하게 된다. 이들 센서의 내부 구조에 상호 접촉을 피하기 위해서 작은 공간에 새롭게 구조적 분리가 가능한 텅스텐 재료인 Standoff를 제작하여 설치하였다. 그러나 본 실험에서는 제안된 Standoff적용한 출력 신호의 신호 대 잡음 비는 소량의 개선 가능성을 확인하였으나, 다양한 Standoff의 설계와 제작이 지속적으로 진행되어야 할 것이다. -
This paper describes an intelligent piezoelectric traffic sensor which can be detected the over-weighted vehicles In motion. Based on finite element analysis for the sensor, the sensitivity was analyzed and the design was optimized. Studied parameters are the material properties of constitutional parts, the geometry of the sensor, the weight of the vehicle, and the speed of the vehicle. To verify the simulated results, we manufactured the sensor having the optimized geometry and the sensitivity was measured in the range from 0.5 to 3 ton of tensile and compressive stress. The measured results shows that the sensitivity and linearity of the sensor are closely agree with the designed values.
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주행 상태에서의 자동차 내부 음 환경은 다양한 소음 및 구조적 요인으로 인하여 음성에 대한 정상적인 전송 특성을 갖기 어렵다. 이는 음원으로부터 음성 입력 장치(Microphone)에 이르기까지의 채널 왜곡에 기인한 문제로써, 실제 주행 환경에서의 음성 인식 성능에 대해서도 심각한 악영향을 초래한다. 본 논문에서는 주행 소음의 크기에 따른 채널별 음성 왜곡 정도에 따른 명료도를 음성 전달 지수인 STI(Speech Transmission Index)를 통하여 분석하고 그 결과를 음성 인식률과 상호 비교하였다. 그리고 수음 패턴에 따른 명료도 척도와 음성 인식 성능과의 상관성을 검토하고, 이를 통해 단일 채널 환경에서 최적의 마이크로폰 위치에 대하여 고찰해 보았다. 실험 결과, 주행 중의 소음 환경에서도 음성의 명료도 척도와 인식률과의 관계는 높은 상관성이 얻어짐을 알 수 있었고, 각 채널 간의 성능 편차 패턴도 주행 환경에 따라 비슷한 양상을 보이는 것으로 나타났다.
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In TV sound system, loudspeakers are subject to severe size constraints. The small size of the transducer affects the low frequency signal performance of the system. Bass signal performance contributes significantly to the user perceived sound quality and a good bass signal reproduction is essential. Increasing the sound energy in the bass signal range is an unviable solution since the gain required are exceedingly high and signal distortion occurs because of the speaker overload. Recently methods are being proposed to invoke low frequency illusion using psychoacoustic phenomena of the missing fundamental. This paper proposes a simple and effective signal processing method to create bass signal illusion in TV speakers using the missing fundamental effect, at a complexity of 12 MIPS on Motorola 56371 audio DSP.
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국악 샘플링 신디사이저 VST 플러그인 프로그램 보호방법은 국내 최초로 한양대학교 뉴미디어 뮤직 전공에서 개발된 국악기 샘플링 신디사이저의 배포를 위하여 개발되었다. 소프트웨어가 설치된 컴퓨터의 고유인식 번호를 배포자의 서버로 전송, 암호화된 인증키를 최종 사용자에게 다시 부여하는 방식으로, 문화 컨텐츠 진흥원의 지정과제인 "국악연주 가상환경용 입체음향효과 및 국악기 음 합성기술개발"의 사업화에 큰 도움이 되기를 바란다.
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기역자형 경석 16개로 구성된 편경의 진동방식 진동수를 분석하였으며, 황종고 청협종에 해당하는 경석의 진동방식 모양을 가속도계, TV 홀로그램 및 STAR system을 이용하여 분석하였다. 각 경석의 진동방식 진동수비와 함께 가속도계, TV 홀로그램 및 STAR 분석을 통해 얻은 진동방식 모양을 제시하였다. 각 경석의 제2진동방식 진동수는 기명진동수의 1.5배, 제3진동방식 진동수는 2.3배이다. 마림바의 경우는 제2진동방식 진동수는 기명진동수의 4배, 제3진동방식은 10.1이다. 진동방식 모양은 황종과 청협이 유사하였으며 중국 편경의 진동방식모양과 유사하였다. 몇몇의 높은 진동방식 모양은 낮은 진동방식의 결합으로 보였다.
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본 논문에서는 Smith에 의해 제안된 이중 지연 라인을 갖는 양방향 디지털 도파관 모델을 SDL(sing1e delay line)모델로 변환하여 가야금의 단위 음이 만들어지는 과정을 나타내었다. 각 단계의 시스템은 선형적이며 단일 지연 라인과 LPF로 구성된다. 가야금의 임펄스 응답을 기본 입력신호로 하였으며. 실제 가야금의 조율 시스템인 안족은 선분 적합성을 이용한 근사화 과정을 거쳐 구현하였으며 이를 이용한 모의실험을 하였다. 실제 가야금을 조율하듯 안족에 의한 조율과 실제 음과 유사한 단위 음 생성을 할 수 있었다.
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Perforated elements are extensively used in mufflers for the intake and exhaust systems of various fluid machines. Perforated elements are usually exposed to grazing flow or cross flow. For analyzing performances of mufflers, the impedance of perforated elements with mean flow is very important. The impedance of perforates under both conditions are measured with different experimental setups. Even if there is no flow, the preceding experimental method for grazing flow shows different values with both theoretical ones and measured under cross flow setup. Using high-order analysis considering phase differences, the experimental method for grazing flow can be modified. The acoustical impedance of perforated impedance contains interaction effects between orifices. After correcting these effects, the measured impedance with grazing flow setup show similar results with both theoretical impedance and measured ones under cross flow setup.
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자동차의 경음기는 보행자나 다른 차량에게 경고를 보내기 위해 필요한 장치로 너무 작은 소리를 내는 경우에는 경고를 전달할 수 없는 문제점이 생기고, 너무 큰 소리를 내는 경우에는 소음피해를 주게 된다. 경음기의 소리 크기 뿐만 아니라 음색 또한 무시할 수 없는 중요한 인자라 할 수 있는데 이것은 경고음에 대한 사람의 반응에 영향을 줄 뿐만 아니라 자동차에 대한 고객들의 감성적인 평가에 영향을 미치기 때문이다. 본 연구에서는 자동차용 디스크 타입 경음기의 특징을 이해하기 위해 진동 및 음향특성에 관한 실험을 수행하였고, 이를 기반으로 전자기적, 기계적인 힘의 상호관계를 바탕으로 FEM, BEM 등의 방법으로 해석하였으며, 경음기의 소음 진동 특성을 시뮬레이션하였다. 이를 바탕으로 경음기의 형상 인자와 경음기의 소음 특성간의 관계를 해석하여 진동판과 방사판의 형상에 따른 주파수 특성관계를 도출하였다.
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본 연구에서는 초음파 CT의 구현을 위한 실험적 검토의 한단계로써, 압전진동자의 횡효과진동모드를 이용한 무지향성 음원을 원통 내부벽면의 일부분에 선형 배열하는 형태의 원호형 초음파 트랜스듀서 어레이를 제작하였다. 제작된 어레이의 성능 평가로써 공업용 한천 가루를 이용하여 만든 모의생체시료를 이용하여 화상재연에 대한 검토를 수행하였다. 그 결과, 제작된 원호형 초음파 트랜스듀서 어레이는 초음파 토모그래픽을 위한 송수신부로써의 적용가능성을 확인하였다.
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A new type of high frequency wideband ultrasonic transducer with a separation between a transmitter and a receiver was proposed and its characteristics were simulated using the PSpice model. The piezoelectric ceramic
$PbTiO_{3}$ as a transmitter and the piezoelectric copolymer P(VDF-TrFE) as a receiver were used for high sensitivity and wide bandwidth, respectively. The characteristics of a center frequency approximately 40MHz focusing transducer fabricated in this study showed very wide bandwidth which could give an axial spatial resolution better than 30um in the B-mode image for biological tissues. -
이식형 인공중이에 있어 그 특성은 트랜스듀서의 성능에 따라 크게 좌우된다. 따라서 성능이 우수한 인공중이 제작을 위해서는 트랜스듀서의 주파수 특성 및 구동 성능이 우수해야 하고 인체 내 이식을 위해서는 그 크기가 작아야 한다. 본 연구에서는 인공중이용 소형 트랜스듀서로서 단결정 압전 재료인 PMN-PT를 이용한 적층형 액츄에이터를 제안하였다. 또한 제안된 모델을 두께 0.2mm를 갖는
$1mm{\times}1mm$ 크기의 PMN-PT 시편을 14층으로 쌓아 2.8mm 두께로 제작하였고, 이때 절연층으로 P.R을 사용하였다. 제작된 트랜스듀서의 성능은 Impedance Spectrum, 구동변위 측정 및 구동력의 계산을 통해 평가하였다. 이를 통해 PMN-PT를 재료로 사용한 적층형 액츄에이터의 성능이 기존의 PZT를 재료로 사용한 Bimorph 액츄에이터보다 훨씬 뛰어날 뿐만 아니라 청각 장애가 심한 고도난청자들에게 적용이 가능한 이식형 인공중이용 트랜스듀서로서 충분한 성능을 가지고 있음을 입증하였다. -
본 연구에서는 DNA의 상보적인 결합을 이용하여 DNA 혼성화 반응을 감지할 수 있는 SH형 SAW 센서를 개발하였다. 측정에 사용된 DNA는 15개의 염기를 가진 올리고 뉴클레오티드를 사용하였으며 이에 대해 상보적 결합이 가능한 염기서열을 가진 것과 그렇지 않은 미스매치 형태의 DNA 올리고뉴클레오티드를 이용하여 DNA 혼성화 반응 특성을 측정하였다. SH형 SAW 센서는 압전 단결정
$LiTaO_{3}$ 를 사용하여 100 MHz 발진되는 형태로 제작하였으며, 센서의 지연선 위에 Ti/Au 층을 증착하여 SH기가 수식된 탐침 DNA의 고정화가 가능하게 하였다. 제작된 센서는 Au가 증착된 박막위에 탐침 DNA를 SAM 방법으로 고정화 시켰을 경우와 고정화된 탐침 DNA와 표적 DNA와의 혼성화 반응을 시키고 난 후의 센서의 주파수 변화를 각각 측정하였다. 개발된 DNA 혼성화 반응 측정용 SH형 SAW센서는 DNA 혼성화 특성에 기인한 질량하중 효과에 따른 안정적인 주파수 변화를 나타내었다. -
본 논문에서는 PAST(Projection Approximation Subspace Tracking)에 기반 한 새로운 부공간(subspace) 추적 알고리즘을 제안하고자 한다. 빠른 시분할 대상의 목표물의 방위각을 추정하는 것이 필요하다. 그러나 PAST 기법은 고속의 시분할 환경에서는 잘 동작하지 않는다 따라서 가변망각 인자를 도입하여 빠르게 변화하는 부공간의 비정재 (Nonstationary) 상태에 잘 적응시켜 PAST 성능 향상을 보고자 한다.
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본 연구에서는 한국의 오랜 역사 속에 한국인에게 사랑 받아오고 있는 사물놀이 연주악기, 즉 꽹과리, 징, 장구, 북에 대해서 고유 특성 주파수를 찾아내고, 이들 고유 주파수와 인간의 목소리와 비교하여, 우리인간의 정신적, 신체적 감각특성에 영향을 미치는 그 정체성을 찾아내어 과학적으로 규명하고, 한국전통문화의 우수성을 밝히는데 그 목적이 있다.
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원자력 구조물, 항공기 구조물 등의 손상은 각 구조물의 손상에 의해서 발생하는 충격파의 탑지로서 손상의 위치를 탐지 할 수가 있다. 이러한 손상의 위치를 탐지하기 위한 역변환 문제는 오랜 기간 동안 중요한 연구의 과제가 되고 있다. 본 연구에서는 신경망 회로 기술을 이용하여 이러한 충격파를 탐지하고자 하며, 이 기술의 검증을 위해서 평판에서 실험을 실행하여 검증 하였다.
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한국어 문-음성 합성 시스템(TTS: Text-To-Speech)은 합성음의 자연스러움을 증가시키기 위해 운율 발생 알고리듬을 만들어 시스템에 적용하고 있다. 운율 법칙은 각국의 언어에 대한 언어학적 정보나 자연음에서 구한 운율에 대한 지식을 기반으로 음성 합성 시스템에 적용하고 있다. 그러나 이렇게 구한 운율 법칙이 자연음에 존재하는 모든 운율 법칙을 포함할 수도 없고, 또 추출한 운율 법칙이 틀린 법칙이라면, 합성음의 자연감이나 이해도는 떨어질 것이므로, TTS의 실용화에 장애가 될 수 있다. 이러한 점을 감안하여 본 논문에서는 자연음에 내재하는 운율을 학습할 수 있는 인공 신경망을 이용한 운율발생 신경망을 제안하였다. 훈련단계에서 인공 신경망의 입력 단에 한국어 문장의 음소 열을 차례로 이동시켜 인가하면 입력 단의 중앙에 해당하는 음소의 운율 정보가 출력되도록 훈련시킬 때, 목표 패턴을 이용한 감독학습을 통해, 자연음에 내재하는 운율을 학습하도록 하였다. 평가 단계에서 문장의 음소 열을 입력하고, 추정율을 측정하여 인공 신경망이 한국어 문장에 내재하는 운율을 학습하여 발생시킬 수 있음을 살펴보았다.
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발전소에서 운전 중인 발전 설비의 장비 및 기계의 동작, 감시, 진단은 매우 중요한 일이다. 발전소의 이상 감지를 위해 상태 모니터링이 사용되며, 이상이 발생되었을 때 고장의 원인을 분석하고 적절한 조치를 계획하기 위한 이상 진단 과정을 따르게 된다. 본 논문에서는 산업 현장에서 기기들의 운전시에 발생하는 기기 발생 음을 획득하여 정상/비정상을 판정하기 위한 알고리듬에 대하여 연구하였다. 사운드 감시(Sound Monitoring) 기술은 관측된 신호를 acoustic event로 분류하는 것과 분류된 이벤트를 정상 또는 비정상으로 구분하는 두 가지 과정으로 진행할 수 있다. 기존의 기술들은 주파수 분석과 패턴 인식의 방법으로 간단하게 적용되어 왔으며, 본 논문에서는 K-means clustering 알고리듬을 이용하여 사운드를 acoustic event로 분류하고 분류된 사운드를 정상 또는 비정상으로 구분하는 알고리듬을 개발하였다.
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Nonlinear scattering of difference frequency acoustic wave in a water-saturated sandy sediment was investigated. Difference frequency acoustic wave was observed to be scattered due to the nonlinearity of water-saturated sandy sediment when the collinear acoustic waves with two different fundamental frequencies are incident on the sediment. The pressure level of the difference frequency acoustic wave was 6 dB higher than the background noise level. It seems very useful to evaluate the nonlinear parameter of water-saturated sandy sediment without disturbing the sediment. Such nonlinear acoustic response of water-saturated sandy sediment can be used as background acoustic data for estimating the gas void fraction in marine gassy sandy sedimen.
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최근 MPEG-7 등에서 컨텐츠 내용 기반 검색에 대한 연구가 이루어지고 있다. 내용 기반 검색은 기존의 키워드기반 검색이 아닌 컨텐츠 내의 특징 벡터를 추출하여 이와 일치하는 것을 찾는 작업으로써 차세대 디지털 방송 등에 적응될 예정이다. 본 논문은 긴 오디오 stream에서 찾고자 하는 오디오의 위치를 빨리 찾을 수 있는 고속 검객 방법을 제시한다. 기존의 방법에서는 zero-crossing rate만을 이용하여 검색을 했었으나 본 논문에서는 오디오 신호의 특성을 표현할 수 있는 여러 가지 특징 벡터들을 이용한 고속 검색 방법을 고찰 한다. 본 논문의 가장 중요만 부분은 active search 알고리즘과 히스토그램, 그리고 적절하게 조합된 다중 특징 벡터들을 이용한 오디오 검색의 정확도와 속도를 향상시키는데 있다.
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최근 웨이블릿 변환을 이용하여 저주파수 부대역 신호를 반복적으로 분해하고 삽입된 워터마크 비트에 따라 특정 부대역 신호에 두개의 다른 반향 중 하나를 삽입하는 반향 삽입 기법을 제안하였다. 이 기법은 오디오 신호의 주파수 특성을 고려했기 때문에 시간 영역에서의 기존의 반향 삽입 기법에 비해 비가청성(inaudibility), 워터마크의 강인성(robustness) 및 용적성(capacity)을 모두 증가시킬 수 있다. 기존의 부대역 신호 기반 반향 삽입 기법이 단일 반향 커널만을 이용하였으나, 본 논문에서는 부대역 신호에 다중 반향 커널을 이용한 반향 삽입 기법을 제안한다. 이 기법은 주관적 왜곡(perceptibility)과 SNR(signal to Noise Ratio)과 같은 객관적인 왜곡 면에서, 원본 오디오 신호의 왜곡을 줄일 수 있다. 실험 결과를 통하여 기존의 방법에 비해 제안된 방법이 SNR과 DR(Detection Rate) 모두 좋은 성능을 보여 제안된 방법의 유효성을 입증하였다.
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보청기에서 마이크로폰을 여러 개 배치하여 소음 감소 효과를 가져 올 수 있다. 본 논문에서는 양측 귀에 각각 두개씩의 보청기용 마이크로폰을 배치했을 때의 효과를 경계 요소 기법에 의해 해석하였다. 두개의 마이크로폰을 배열하여 마이크로폰 두개 사이의 시간 지연에 의한 특별한 지향성 패턴을 만들게 되고, 이러한 지향성 패턴은 기하학적으로 소음 대 잡음의 비를 증가시킬 수 있다. 두 개의 마이크로폰 배열에 의한 3차원 지향성 패턴 해석에 경계요소기법이 응용되었으며, 이러한 수치 해석은 보청기 DSP칩의 시간 지연 파라미터 계산에 이용될 수 있다. 두 개 마이크로폰사이의 간격은 10mm로 고정시키고, 머리의 전 방향에 폭이 좁은 지향패턴이 생기도록 두 개 마이크로폰의 사이 시간 지연을 바꾸어 주었다. 시간 지연의 변화를 입력 주파수에 따라 관찰하였다.
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디지탈 보청기의 DSP 칩 파라미터들은 보청기 사용자에게 가장 최적의 파라미터들로 구성되어져야 한다. Gennum GB3211과 같은 디지탈 보청기용 DSP 칩은 전용 전자 칩으로써 약 90 여개의 제한된 파라미터들을 조합하여 약 47억여개 이상의 거의 무한한 정도의 다양한 경우 수를 대응하도록 제작되었다. 보청기 사용자의 전기-음향 효과를 극대화하기 위해 가장 최적화된 파라미터 피팅 프로그램을 개발하였다. 컴퓨터 입력이 가능한 오디오그램 청력 역치로부터 여러 다른 Formula를 사용할 뿐 만 아니라, 마이크로폰과 리시버의 보정 효과를 모두 포함하는 최적 보청기 피팅 프로그램을 개발하였으며 몇 가지 사례를 적용해 보였다.
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하모니 영상은 초음파의 비선형 전파 과정에서 발생된 하모닉 성분을 영상화 한다. 하모닉 영상은 초음파에 비선형적으로 반응하는 초음파 조영제를 사용하여 하모닉 성분의 발생을 최대화 하고 있다. 일반적으로 현재 임상적으로 사용되는 하모닉 영상은 2차 고주파 성분을 사용한 것을 의미한다. 2차 하모닉 영상은 주파수의 상승으로 공간 분해능이 향상된다. 초음파 조영제를 이용하는 경우 서브 하모닉, 울트라 하모닉의 발생도 유의할 것으로 기대되지만 이에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 서브 하모닉은 상대적으로 2차 하모닉보다 전파 과정에서 감쇠 효과가 작기 때문에 심부의 영상에 유리하다 서브 하모닉 및 울트라 하모닉 성분 검출은 초음파 변환기의 대역폭에 대한 제한을 2차 하모닉에 비해 상대적으로 덜 받는다. 본 연구에서는 진단용 초음파에 의해 초음파 조영제에서 방사하는 하모닉 성분의 크기를 시뮬레이션 하였다. 수치해석은 Gilmore Equation을 이용하였으며, 초음파 조영제의 탄성 효과는 무시하였다. 초음파 조영제의 크기와 초음파의 MI에 따라 하모닉 성분의 크기를 정량적으로 비교하고, 서브 및 울트라 하모닉 영상의 구현에 대해 토의하였다.
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체외 충격파 쇄석술 (ESWL)은 체외에서 발생된 충격파를 체내의 결석이 위치한 부위에 집속하여 결석을 분쇄하는 비 침습적인 치료술이다. 최근 충격파를 이용하여 근관절 질환을 치료하는 체외 충격 파 치료술 (ESWT)이 또한 임상적으로 주목을 받고 있다. 아직 ESWT를 위한 최적의 충격파 노출 조건은 알려져 있지 않지만, 일반적으로 ESWL에 비해 상대적으로 충격파장의 초점 영역이 넓고 낮은 강도의 충격파를 사용한다. 본 연구에서는 ESWT에 적합할 것으로 예상되는 테이퍼 원통형 충격파 발생 방식을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 테이퍼 원통형 충격 파 발생 의 초점 부위의 파형을 수치 해석하여 평가하고, 기존 원통형의 경우와 비교하였다. 테이퍼 원통형 충격파 발생기의 시제품을 제작하고, 발생된 강도를 평가하기 위해, 모의 결석을 제작하여 분쇄 효율을 측정하였으며, 결과를 원통형 충격파 발생기와 비교하였다.