• 제목/요약/키워드: 공분산행렬 적응

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부배열을 이용한 음향벡터센서 선배열의 광대역 적응빔형성기법 (Wideband adaptive beamforming method using subarrays in acoustic vector sensor linear array)

  • 김정수;김창진;이영주
    • 한국음향학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.395-402
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    • 2016
  • 본 논문에서는 음향벡터 선배열 센서 기반에서의 광대역 적응빔형성기법을 다룬다. 적응 빔형성을 위하여 안정적인 공분산행렬추정은 매우 중요한 문제이다. 기존의 코히어런트 신호부공간기반의 적응 빔형성기법은 초점조정행렬(focusing matrix) 추정으로 인해 방위각 추정에 오차가 발생하며 또한 공분산행렬 추정을 위하여 많은 데이터 단편을 필요로 한다. 방위각 추정오차 및 공분산 행렬 추정시 필요한 데이터 단편의 수 문제를 완화하기 위하여 음압센서 선배열에 적용된 조향공분산 행렬 기법을 음향벡터 선배열 센서에 확장하여 적용한다. 그리고 부배열 기법을 통하여 공분산행렬의 차원을 줄임으로써 적은 수의 데이터 단편으로 안정적인 공분산행렬 추정이 가능하고 방위각 추정성능을 향상시킨다. 모의 실험을 통하여 기존의 코히어런트 신호 부공간 전처리 기반 광대역 빔형성기법과 제안한 기법의 방위각 추정 성능을 분석한다.

역 공분산 행렬의 Cholesky 분할에 근거한 적응 빔 형성 및 검출 알고리즘 (Adaptive Beamforming and Detection Algorithms Based on the cholesky Decomposition of the Inverse Covariance Matrix)

  • 박영철;차일환;윤대희
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제12권2E호
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    • pp.47-62
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    • 1993
  • SMI 방법은 수치적인 불안정성과 아울러 많은 계산량을 갖는다. 본 논문에서는 역 공분산 행렬의 Cholesky 분할을 이용하여 SMI 방법보다 효율적인 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 적응 빔 형상과 검출이 하나의 구조로 실현되며 이에 피룡한 역 공분산 행렬의 Cholesky factor는 secondary 입력으로부터 GS 프로세서를 이용하여 추정한다. 제안한 구조의 중요한 특징은 공분산 행렬과 Cholesky factor를 직접 구할 필요가 없다는 점이며, 또한 GS 프로세서의 장점을 이용한 systolic 구조를 사용함으로써 효율적인 계산을 수행할 수 있다. 모의 실험을 통하여 제안한 방법의 성능과 SMI 방법의 성능을 서로 비교하였다. 또한 nonhomogeneous 환경에서 동작하기 위한 방법이 제시되었으며, 아울러 계산량이 많은 GS 구조의 단점을 극복하기 위해 lattice-GS 구조를 이용하는 방법을 제안하였다.

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최소분산 프로세서를 사용한 정합장 처리에서 신호단편 수에 따른 바이어스의 영향 (Effect of Bias for Snapshots Using Minimum Variance Processor in MFP)

  • 박재은;신기철;김재수
    • 한국음향학회지
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    • 제20권7호
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    • pp.94-100
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    • 2001
  • 적응 정합장처리에서 어레이의 센서 수보다 부족한 신호단편 수로 표본 공분산행렬을 구성할 경우 행렬 계수의 부족으로 행렬의 역변환에 문제가 발생된다. 이를 해결하기 위해 표본 공분산행렬의 대각성분에 일정한 값을 더하거나 고유분해와 같은 기법을 사용하나, 그 결과로 프로세서 출력에서는 바이어스가 발생된다. 본 논문은 고정음원에서 신호단편의 수에 따른 적응 프로세서 출력의 바이어스와 음원 위치 추정 결과를 고찰하기 위해 표본 공분산행렬의 대각성분에 일정한 값을 첨가하는 방법으로 최소분산 기법을 사용하여 수치실험과 실측 자료를 분석하였다. 그 결과 센서 수보다 많은 신호단편을 사용하는 것이 바이어스가 적으며, 음원 위치 추정에서도 좋은 성능을 보였다.

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오디오-비디오 통신 시스템에서 MVDR 빔 형성 기법을 위한 새로운 공분산 행렬 예측 방법 (A Novel Covariance Matrix Estimation Method for MVDR Beamforming In Audio-Visual Communication Systems)

  • 유경국;양재모;이진규;강홍구
    • 한국음향학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.326-334
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    • 2014
  • 논문은 MVDR 빔 형성 기법을 위한 새로운 공분산 행렬 예측을 제안한다. 오디오-비디오 센서를 이용하여 음원의 방향 정보를 정확히 추적함으로써, 공분산 행렬은 가변 적응 망각율을 적용하여 효과적으로 예측된다. 가변 적응 망각율은 신호 대 방해 신호 비를 고려하여 결정된다. 실험 결과에서는 제안하는 방법의 성능이 방해신호/잡음 감소 및 음성 왜곡의 면에서 기존의 방법의 성능보다 더 우수하다는 것을 보여준다.

LMS 기반 적응 등화기에서 빠른 수렴을 위한 기준신호 변형 (Modification of the Reference Signal for Fast Convergence in LMS-based Adaptive Equalizers)

  • 이기헌;최진호;박래홍;송익호;박재혁;이병욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.939-951
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    • 1994
  • 최소 평균 제곱(least mean squares) 알고리듬에 기반을 둔 적응 동화기의 수렴속도는 입력신호의 공분산 행렬에 의해 결정된다. 공분산 행렬의 고유값 spread가 1에 가까울때 수렴속도는 매우 빠르다. 본 논문에서는 LMS 기반 적응 동화기의 빠른 수렴을 위해 통계적으로 주어진 채널에 적합한 변형된 기준신호를 제안하였다. 이론적인 분석과 모의실험을 통해 LMS 기반 적응 동화기의 빠른 수렴을 얻는데 이 변형 방법이 효과적임을 알 수 있었다.

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직접수열 코드분할 다중접속 시스템의 부공간 기반 미상 간섭 제거 기법 (A Subspace-based Blind Interference Cancellation for the DS/CDMA System)

  • 윤연우;김형명
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권11B호
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    • pp.1510-1521
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    • 2001
  • 이 논문에서는 신호 부공간을 이용한 미상 간섭 제거 기법을 제안하고 성능을 분석한다. 제안한 미상 적응 검파 방식은 적은 계산량으로 신호 부공간의 성분들을 추적하는 개선된 자연 멱 방법을 바탕으로 구현될 수 있다. 이 논문에서 수행한 이론적 분석에 의하면 이 방식의 성능은 정확한 공분산 행렬을 알고 있을 때 상관 제거 검파기와 성능이 동일하다. 또한, 공분산 행렬을 추정할 때는 점근적 결과를 분석한다. 모의 실험을 수행한 결과 기존의 적응 RLS MOE 검파기보다 우수한 성능임을 확인하였다.

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부대역을 이용한 MVDR 빔형성기의 주파수 분해능 향상 기법 (MVDR Beamformer for High Frequency Resolution Using Subband Decomposition)

  • 이장식;박도현;김정수;이균경
    • 한국음향학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.62-68
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    • 2002
  • MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) 빔형성 기법은 간섭신호의 영향을 최소화하는 기법으로서 방위각 분해능은 우수하나, 높은 주파수 분해능을 얻기 위해서는 오랜 시간 동안 관측한 많은 양의 데이터가 필요하다. 짧은 빔출력 시간에 높은 주파수 분해능을 얻기 위해 기존의 SW (Steered Minimum Variance) 기법에서는 조향 공분산행렬 (steered covariance matrix)을 이용하여 전체 주파수 대역에 대하여 동일한 적응 가중벡터 (adaptive weighting vector)를 사용한다. 본 논문에서는 각 주파수별로 보다 정확한 적응 가중벡터를 얻기 위해 전체 대역을 여러 개의 부대역 (subband)으로 나누고, 각 부대역에 대한 적응 가중벡터를 얻는 SSMV(Subband Steered Minimum Variance) 기법을 제안한다. 연산량과 부대역의 크기를 줄이기 위해 전체배열을 여러 개의 부대열 (subarray)로 나누고, 각 부대역별로 적응 가중벡터를 구한다. 제안한 SSMW 기법의 성능을 확인하기 위해 실제 해상실험 데이터를 이용하여 신호처리를 하였으며, 그 결과 제안한 기법의 우수한 성능을 확인하였다.

참조화자로부터 추정된 적응적 혼성 사전분포를 이용한 MAPLR 고속 화자적응 (Rapid Speaker Adaptation Based on MAPLR with Adaptive Hybrid Priors Estimated from Reference Speakers)

  • 송영록;김형순
    • 한국음향학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.315-323
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    • 2011
  • 본 논문은 maximum a posteriori linear regression (MAPLR) 기반의 고속 화자적응 성능을 개선하기 위하여 사전분포를 추정하는 두 가지 방식을 제안한다. 일반적으로 MAPLR 방식에서 사용되는 변환행렬의 사전분포는 화자독립모델을 구성하는 훈련 화자들로부터 추정되어 모든 화자들에게 동등하게 적용된다. 본 논문에서는 새로운 화자에게 보다 더 적합한 사전분포를 적용하고자 적응 데이터를 이용하여 새로운 화자의 음향특성과 가까운 참조화자 집단을 선택한 후 참조화자 집단으로부터 사전분포를 추정하는 방법을 제안한다. 또한, 블록 대각 형태의 변환행렬의 사전분포를 추정하는 경우 사전분포의 평균행렬과 공분산행렬을 동일한 훈련 화자들로부터 얻어진 두 가지 형태의 변환행렬집단으로부터 각각 추정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법의 성능 평가를 위하여 고립단어 인식실험을 통해 적응 단어의 개수에 따른 단어 인식률을 평가한다. 실험결과, 적응 단어 수가 매우 적을 때 기존의 MAPLR 방식에 비하여 통계적으로 유의미한 성능향상이 얻어짐을 보여준다.

Coherent 환경에서 Generalized sidelobe canceller의 동작 (On the Parformance of the Generalized Sidelobe Canceller in Coherent Situations)

  • 김기만;차일환;윤대희
    • 한국음향학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.71-76
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    • 1991
  • 적응 어레이 시스템에서 최적해에 도달하기 위한 계수들의 수렴 속도는 공분산 행렬의 고유치 분포율에 의해 지배된다. 본 논문에서는 우선 GSC의 고유치 분포율을 구하였다. 또한 conherent 상황에 서 GSC의 출력 파워 식을 유도하였다.

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증류탑의 적응 예측 제어

  • 윤태웅;양대륙;이광순;권영민
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제3권5호
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    • pp.43-50
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    • 1997
  • 이 글에서는 이진 증류탑을 위한 적응 제어 기법에 대해 소개하였다. 제안된 방법은 최근 개발된 다변수 예측 제어 알고리즘과 공분산 행렬 정규화 기능을 갖는 추정 알고리즘에 기초하고 있다. 이러한 적응 시스템은 그 설계과정이 복잡하지 않아 실저적 적용 가능성이 높다는 점에서 가치가 있다. 필터를 제외하면 단 두 개의 제어기 상수만이 결정되면 되고, 더욱이 이들이 공정의 상승 및 정정 시간과 관련되어 그 설정이 쉽다는 중요한 특징을 갖는다. 이와 같은 제어기 설계의 간소화에도 불구하고 증류탑의 설정값 추종 성능 및 Feed 변화에 대한 제어 성능의 우수함을 공정 모사를 통해 확인하였다.

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