• 제목/요약/키워드: 마이크로폰 어레이

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빔형성방법에서의 분해능 향상 기법에 관한 연구 (Array Resolution Improving Methods for Beamforming Algorithm)

  • 황선길;이욱;최종수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.164-169
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    • 2005
  • Microphone array techniques are being used widely in wind tunnel measurements for identification of the distributed aerodynamic noise sources on the model being tested. Depending on the frequencies and sound levels, conventional beamforming algorithm has limitation in separating two adjacent sources. Several modifications to the classical beamforming have been developed to enhance way resolution and reduce sidelobe levels. In this Paper the robust adaptive beamforming and the CLEAN algorithm are used to compare to the result of conventional beamforming method. It is found that the CLEAN algorithm is capable of pin-pointing locations of multiple sources nearby, while these sources are unidentifiable with robust adaptive or conventional beamforming techniques.

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음향 홀로그래피에서 기준 마이크로폰 어레이가 빔형성 방법과 다중 신호 분리 방법에 미치는 영향 (The Effect of Reference Mic. Array Shape on MUSIC and Beamforming Methods in Acoustical Holography)

  • 이원혁;이명준;강연준
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1003-1008
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    • 2001
  • In beamforming method, source positions are predicted by MUSIC (Multiple Signal Classification) power method and composite sound fields can then be decomposed into each partial field by beamforming, detenninistically without restriction of the distance between reference microphones and sources. However, reference microphone array shape is important in both MUSIC and beamforming method. Thus the present paper describes the effect of the reference microphone array shape.

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구형 마이크로폰 어레이를 이용한 최적 빔형성기법 (Optimal Beamforming with Spherical Microphone Array)

  • 이재형;고영주;최종수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.838-839
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    • 2013
  • In this paper, optimum beamforming method using spherical microphone array is presented. Beamforming method has been recognized as an important study in localizing sound sources or visualizing acoustic fields in three-dimensional space. Its geometrical arrangement of sensors in space enables to process array signal to analyze the fields of interest by steering array response in three-dimensional.

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폐쇄형 시험부에서 케블라 덮개가 장착된 마이크로폰 어레이의 주파수 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Frequency Characteristics of the Microphone Array Covered with Kevlar in Closed Test Section Wind Tunnel)

  • 황은수;최영민;김양원;조태환
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.150-159
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    • 2015
  • An experimental study on frequency characteristics of the microphone array covered with Kevlar sheet was conducted in the closed test section. Microphones that were flush-mounted in the wall of wind tunnel were subjected to very high flow noise resulting from the turbulence in the wall boundary layer. This noise interference by the boundary layer was referred as 'a microphone self-noise' and various approaches were studied to reduce this interference. Recessed microphone array with high tensioned cover was one of the good approaches to reduce this self-noise. But, the array cover could cause an unexpected interference to the measuring results. In this paper the frequency characteristics of the microphone array with Kevlar cover was experimentally studied. The white noise was used as a reference noise source. Three kinds of tensions for the Kevlar cover were tested and those results were compared with the test results without the Kevlar cover. The gap effect between the cover and microphone head was also tested to find out the proper position of microphone in the array module. Test results show that the mid-tension and 10mm gap was the best choice in the tested cases.

저주파 위상 복원 알고리듬을 이용한 화자 위치 추적 시스템의 성능 개선과 구현 (An Enhancement of Speaker Location System Using the Low-frequency Phase Restoration Algorithm and Its Implementation)

  • 이학주;차일환;윤대희;이충용
    • 한국음향학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.22-28
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    • 2001
  • 본 논문에서는 마이크로폰 어레이를 통해 수신한 화자의 음성신호를 이용하여 추출된 공간정보를 통해 화자의 위치를 실시간으로 추적하는 알고리듬을 개선하고 이를 실시간으로 구현하였다. 기존의 대표적인 화자 위치 추정 알고리듬인 CPSP (Cross Power, Spectrum Phase) 함수는 상호 상관관계 (Cross Correlation)가 정규화 되어있는 형태를 갖는데, CPSP 함수의 최대값 인덱스로부터 화자의 공간정보인 TDOA(Time Difference Of Arrival)를 추출하게 된다. 그러나 CPSP함수를 이용한 공간정보 추정 알고리듬은 실내환경에서 심각하게 일어나는 반향신호에 대해서 취약한 단점을 갖고 있다. 본 논문에서 제안하는 저주파 위상 복원 알고리듬은 주파수 측면에서 반향신호가CPSP함수에 미치는 영향을 분석하여 반향으로 인하여 왜곡된 위상 성분을 복원함으로써 보다 신뢰도 있는 TDOA 추정을 가능하게 한다. 반향신호로 인한 CPSP의 위상은 저주파보다 고주파에서 심하게 왜곡되는데, 각각의 반향신호의 도달 시간을 기하학적 분포를 갖는 확률변수로 모델링하여 이를 수학적으로 증명하였다. 제안한 시스템의 성능분석을 위해 DSP를 이용한 실시간 시스템을 구현하여 기존 CPSP 알고리듬과 제안된 알고리듬을 적용한 시스템을 실제 환경에서 비교 실험을 수행한 결과 제안된 알고리듬을 적용한 시스템에서 약 15샘플 이상 TDOA 추정 오차가 줄어들고 있음을 확인하였다.

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마이크로폰 어레이를 이용한 도착 시간 차 기반 소총화기 탄착점 추정 시스템 (Impact point estimation system of the rifle based on time difference of arrival method using microphone array)

  • 원종성;박규식
    • 한국음향학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.206-214
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    • 2018
  • 본 논문은 마이크로폰 음향 센서를 이용한 소총화기 탄착점 추정 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 기존 신호 도착시간(Time of Arrival, ToA) 방식을 신호 도착 시간 차(Time Difference of Arrival, TDoA) 방식으로 확장 발전시켜 시간 동기화 문제를 해결하였고, 실제 사격 실험을 통해 알고리즘의 성능을 검증하였다. 실제 탄착점과 알고리즘으로 연산된 탄착점의 비교 분석을 통해 제안 시스템이 허용 오차 범위 내에서 정확히 탄착점을 추정하고 있어 우수한 성능을 보이고 있음을 확인하였다.

공간 필터와 결합된 음성 왜곡 가중 다채널 위너 필터에서의 신호 대 잡음 비에 의한 가중치 결정 방법 (SNR-based Weight Control for the Spatially Preprocessed Speech Distortion Weighted Multi-channel Wiener Filtering)

  • 김기백
    • 방송공학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.455-462
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    • 2013
  • 본 논문에서는 여러 개의 마이크를 이용하여 잡음을 제거하는 방법인 공간 필터로 전처리된 신호를 입력으로 하는 음성 왜곡 가중 다채널 위너 필터 (Spatially Preprocessed Speech Distortion Weighted Multi-channel Wiener Filter: SP-SDW-MWF)에 대해 소개하고, 가중치를 결정하는 방법을 제안한다. SP-SDW-MWF는 마이크로폰 어레이를 이용한 잡음 제거 알고리즘으로서 마이크로폰 불일치와 같은 오차에 강인한 것으로 알려져 있다. SP-SDW-MWF는 필터 계수를 최적화할 때 음성 왜곡과 잡음 제거에 대한 기준으로 나누어 가중치를 두고 있다. 이러한 가중치를 결정하기 위해, 본 논문에서는 전력 스펙트럼 밀도 오차를 평가 척도로 사용하여 마이크로폰으로부터 입력된 음성 신호와 잡음의 전력 스펙트럼 밀도의 비 (a priori SNR)를 이용하는 방법을 제안한다. 실험결과에서 나타난 바와 같이 a priori SNR에 따라 가변적인 가중치를 사용하는 것이 고정된 값을 가중치로 사용하는 것보다 향상된 성능을 보임을 알 수 있다.

이동하는 운송체의 외부소음원 측정에 관한 실험적 연구 (Experiments on the noise source identification from a moving vehicle)

  • 홍석호;최종수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.238-243
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    • 2008
  • 최근에 들어 이동하는 운송체의 외부에서 발생하는 소음의 위치를 판별하는 몇가지 방법들이 개발되었고, 운송체의 저소음화 설계과정에 적용되어 지고 있다. 빔형성법은 여러개의 마이크로폰으로부터 측정된 신호의 위상차를 이용하여 소음원의 위치를 판정하는 기법으로서 비교적 복잡한 환경하에서도 좋은 결과를 얻을 수 있는 기법으로 확인되고 있다. 본 연구에서는 빔형성법을 적용하여 승용차가 주행할 때 발생하는 소음원의 위치를 판별하는 연구를 수행하였다. 정지된 소음원의 경우와는 달리 이동하는 소음원의 경우는 도플러 효과에 의하여 측정된 신호가 변형되는데, 운송체의 움직이는 속도와 마이크로폰들과의 상대적 거리차를 이용하여 보정해주는 방법을 적용하였다. 움직이는 운송체에서 발생되는 소음원은 여러 가지로 분류될 수 있는데, 본 실험에서 수행된 조건하에서는 이중 타이어 소음과 엔진에서 발생하는 소음이 가장 큰 것으로 측정되었다.

채널 기반에서 객체 기반의 오디오 콘텐츠로의 변환을 위한 비균등 선형 마이크로폰 어레이 기반의 음원분리 방법 (Non-uniform Linear Microphone Array Based Source Separation for Conversion from Channel-based to Object-based Audio Content)

  • 전찬준;김홍국
    • 방송공학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.169-179
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    • 2016
  • 오늘날 UHDTV (Ultra-High-Definition TV) 시대에 사용될 멀티미디어 부호화기로 MPEG-H에 대한 표준화가 진행되고 있다. 향후 방송용 오디오 콘텐츠는 채널 기반 오디오 콘텐츠에서 진화하여 객체 기반 오디오 콘텐츠까지도 포함하게 될 예정이다. 이에 따라, 채널 기반 오디오 콘텐츠의 객체 기반 오디오 콘텐츠로의 유기적인 변환이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 이러한 유기적인 변환을 실현 가능하게 할 수 있는 비균등 선형 마이크로폰 어레이 기반의 음원분리 기법을 제안한다. 제안된 기법은 주어진 어레이 배치에 따라 채널간의 시간차를 분석하고, 분석된 시간차에 따라 주파수별로 특정 방위각에 위치한 입력 오디오 신호의 spectral magnitude를 예측한다. 이후, azimuth와 width 파라메타를 조정함으로써 객체 오디오 생성을 위한 음원을 분리한다. 제안된 음원분리 기법의 성능을 평가하기 위하여 객관적 음원분리 지표 및 분리정확도를 측정하였고, 최소 분산 무손실 응답 빔형성기와 독립 성분 분석 기법 등 기존 음원분리 기법과의 그 성능을 비교하였다. 비교 결과, 제안된 기법이 기존 음원분리 기법들에 비하여 우수한 음원분리 성능을 보이는 것을 알 수 있었다.

주파수영역 빔형성 기법을 이용한 3차원 소음원 가시화 (Study on 3D Sound Source Visualization Using Frequency Domain Beamforming Method)

  • 황은수;이재형;이욱;최종수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.490-495
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    • 2009
  • An approach to 3D visualization of multiple sound sources has been developed with the application of a moving array technique. Frequency-domain beamforming algorithm is used to generate a beam power map and the sound source is modeled as a point source. When a conventional delay and sum beamformer is used, it is considered that 2D distribution of sensors leads to have deficiency in spatial resolution along a measurement distance. The goal of moving an array in this study is to form 3D array aperture surrounding multiple sound sources so that the improved spatial resolution in a virtual space can be expected. Numerical simulation was made to examine source localization capabilities of various shapes of array. The 3D beam power maps of hemispherical and spherical distribution are found to have very sharp resolution. For experiments, two sound sources were placed in the middle of defined virtual space and arc-shaped line array was rotated around the sources. It is observed that spherical array show the most accurate determination of multiple sources' positions.

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