• 공학논문집
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• 제8권1호
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• pp.59-65
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• 2006

본 논문에서는 마이크로폰 어레이 시스템을 이용하여 여러 화자의 음성 정보로부터 각 화자가 위치한 방향을 추정하는 기술 개발 내용을 다룬다. 성능 향상을 위한 전처리 과정으로 비선형 증폭기를 사용하여 거리에 따른 영향을 최소화하는 과정과 잡음에 대한 강인성을 얻기 위해 음성활성 영역을 검출하는 과정을 포함한다. 등간격으로 배치된 마이크로폰 어레이 시스템의 기하학적 특성에 따른 음원의 위치와 신호의 지연시간차이와의 상관관계로부터 화자의 위치를 역으로 추정하는 알고리즘을 기본으로 하여 가능성 척도를 계산하고 이를 활용하여 가능성이 높은 것들을 클러스터링하여 가능성이 있는 후보를 선정하여 화자의 방향을 검지한다. 이 과정에서 오인식을 최소화하기 위하여 가능성이 희박한 영역에 대한 추정 억제 방법으로 부정식 추론법을 적용하였다. 2 화자의 음성 신호를 입력으로 한 실험을 통하여 제안한 방법에 의한 다화자 방향검지의 가능성을 알아보았다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.90-97
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• 2004

본 논문에서는 자동차 소음 등과 같은 외부 소음이 창문 등을 통해 실내로 전파될 때, 이를 제거하기 위한 능동 소음제어 시스템의 제어 스피커 및 마이크로폰의 최적 위치를 결정하는 기법을 제안하였다. 능동 소음제어 시스템의 특성을 최적화하기 위해서는 제어 스피커 및 마이크로폰의 위치를 최적화할 필요가 있는데, 오차 마이크로폰들에서 측정되는 소음의 제곱합을 최소화하는 새로운 형태의 시뮬레이티드 어닐링 기법을 제안하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제안된 기법의 효용성을 입증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제16권5호
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• pp.76-82
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• 1997

본 논문은 음원의 절대위치를 정확하게 추정할 수 있는 음향홀로그래픽법에 관하여 계산기상의 시뮬레이션 및 측정시스템을 이용한 실험과결과에 대하여 서술한다. 이 연구에서는 원거리 음장을 만족하도록 측정면을 설정하여 7개의 마이크로폰을 직선으로 배열한다. 음원의 측정은 음원면에 근접한 위치에 한 개의 기준 마이크로폰을 설치하고 측정면의 마이크로폰들을 등간격으로 스캐닝하면서 각지점의 음을 동시 기록한다. 수음한 기준음과 측정음간의 크로스 스펙트럼 알고리즘에 의하여 음원의 절대위치를 측정한다. 그리고 각 마이크로폰의 위상차는 기준 마이크로폰을 대상으로 위상보상 하였으며, 측정시의 시간지연은 제 1열 측정시점을 기준으로 시간보상을 행하였다. 측정면에 설정한 마이크로폰들의 최적 간격은 수치 시뮬레이션에 의하여 정한다. 음원신호는 정현파를 이용하고 S/N비를 30dB의 조건하에서 각각 실험을 행하였다. 시뮬레이션과 실험에서 결정한 최적 마이크로폰 간격은 2KHz인 정현파 음원을 기준으로 하여 공간상의 나이키스트 조건을 만족하도록 설정하였다. 무향실에서 측정한 실험결고, 500Hz 와 1KHz의 신호원에 대한 음원이 2KHz인 경우의 추정된 3차원 홀로그램의 주극폭이 각각 87%와 30%씩 감소하였고, 그 결과 수치 시뮬레이션의 타당성을 확인할 수 있었다. 그러므로 본 연구에서 제안하는 3차원 음향 홀로그래픽법을 이용한 음원위치 추정에 관한 연구의 유용성을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.268-274
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• 2016

3차원 공간에 존재하는 임의의 소음원의 위치를 찾기 위해서는 적어도 4개 이상의 마이크로폰이 필요하다. 1개의 기준 마이크로폰과 나머지 3개의 마이크로폰과의 시간차 3개를 공간적으로 합성하는 것이다. 본 논문에서는 3차원 공간에 분포하는 4개의 마이크로폰을 이용하여 2차원 평면에 소음원의 영상화를 시도하였으며 그 성능을 평가하였다. 소음원의 위치를 정확하게 나타내기 위한 분해능은 기준 마이크로폰과 나머지 마이크로폰과의 거리 또는 샘플링 주파수에 의해 반비례하여 결정된다. 4개의 마이크로폰의 위치가 고정되어 있고, 샘플링 주파수가 낮을 경우 발생하는 분해능을 높이기 위해 업 샘플링 기법과 보간 함수를 적용하였다. 신호의 보간에 사용한 기법으로는 디지털 신호의 고분해능 성분을 얻기 위해 주로 사용되는 제로 페이딩, 0차 홀드, 1차 홀드, 스프라인 함수, 랜덤 신호 페이딩의 다섯 가지이며, 각각의 보간 함수에 업 샘플링 속도를 2배, 4배, 8배, 16배로 높여가며 소음원의 위치를 추정하였다. 그 결과, 업 샘플링 속도가 높아짐에 따라 전체적으로 소음원의 위치를 보다 정확하게 추정하는 것이 가능하였으나 1차 홀드와 스프라인 함수의 경우 추정 성능이 다른 방법에 비해 다소 떨어짐을 알 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.477-483
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• 2011

본 논문에서는 고속철도 차량의 소음원을 측정 및 분석하는데 활용하기 위한 마이크로폰 어레이를 설계 및 제작하여 그 활용성을 검증하는 연구를 수행하였다. 우선 다수의 마이크로폰에서 측정된 신호를 바탕으로 음원의 위치 및 방사 형태를 구현하는데 널리 사용되고 있는 지연-합 빔형성 방법이 고려되었으며, 빔 패턴에 대한 이론과 가상 음원에 대한 이론이 소개되었다. 또한 고속철도 음원을 도출하기 위한 요구사항에 만족하는 마이크로폰 어레이의 형상을 설계하기 위한 분석을 수행하여 96채널 마이크로폰 어레이 형상을 설계하였다. 설계된 마이크로폰 어레이의 실제 시험을 통해서 성능을 분석하였으며, 300km/h대로 주행하는 고속열차 차량에 적용하여 본 논문에서 구현한 마이크로폰 어레이의 활용가능성을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
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• pp.130-134
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• 1996

본 논문에서는 광대역 소음원의 위치를 탐지하여 2차원 영상면에 소음원을 영상화할 수 있는 3차원 마이크로폰 배열을 제안하였다. 배열요소간의 상호상관함수가 2차원 영상면의 화소의 밝기에 대응되도록 영상함수를 유도하였으며 영상면은 사각면 및 원통면등으로 선택 가능 하도록 하여 소음원의 위치동정 해석이 용이하도록 하였다. 몇가지 소음원에 대한 수치 모의 실험결과는 제안된 배열이 소음제어 분야 등에 응용 될 수 있음을 보인다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.27-33
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• 2009

일반적으로, 완전 이식형 인공중이의 이식형 마이크로폰은 측두골 부근에 이식되어진다. 이 경우, 마이크로폰의 진동막이 외부 충격이나 생체 노이즈의 영향 받을 수 있으며 이런 문제를 해결하기 위하여 이식용 마이크로폰을 외이도 내에 이식하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 이소골에 이식된 진동 트랜스듀서에 의해서 고막으로부터 외이도 방향으로 음향 반향이 발생할 가능성이 있다. 본 논문에서는 사람의 귀와 유사한 특성을 가지는 귀 모델을 제작하여 프로브 마이크로폰의 위치를 변경해가며 외이도의 음향 반향을 측정하였고 실험결과를 통하여 외이도 내에서의 마이크로폰의 이식 위치를 추정해 보았다. 분석 결과 외이도에 마이크로폰을 이식할 경우 고막에서 멀어질수록 반향 신호가 감소함을 확인할 수는 있었으나, 반향 신호를 완전히 제거할 수 없기 때문에 외이도에 마이크로폰을 이식하기에는 부적합한 것으로 예상된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.950-952
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• 2012

음원 위치추정 시스템은 일반적으로 여러 개의 마이크에서 수집된 음원의 시간 간격을 이용해 음원의 위치를 추정하는 방식을 적용한다. 본 논문에서는 감시카메라에 적합한 4개의 마이크로폰을 이용한 음원 위치추정 시스템에서 마이크로폰에 수신된 음원의 도착순서를 이용해 음원의 위치를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘을 시뮬레이션 프로그램을 통해 검증한 결과, 음원 추정각도의 오차는 $2^{\circ}{\sim}11.25^{\circ}$로 확인되었으며, 이는 실제각도의 오차범위인 $0^{\circ}{\sim}22.5^{\circ}$ 내에 해당하기 때문에 추정각도의 오차가 최대로 발생하더라도 음원이 발생한 위치를 파악 할 수 있음을 의미한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제46권2호
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• pp.114-119
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• 2009

서비스 로봇에서 사용되는 음원인식 시스템은 사람이 로봇을 향해 말할 때 화자의 위치를 추정한다. 로봇용 음원인식 알고리즘들 중에서 복수개의 마이크로폰에 소리가 도착하는 시간지연 정보를 이용하여 음원을 추정하는 방법이 널리 이용된다. 마이크로폰에 도달하는 지연시간 정보를 구하기 위해서 상관관계 함수가 사용된다. 상관관계 함수에서 최대 값의 위치를 각도로 변환할 때 코사인 역함수가 사용되며 코사인 역함수의 비선형적인 특성 때문에 음원의 위치에 따라 마이크로폰 쌍에서 추정하는 각도의 정확성이 다르게 된다. 본 논문에서는 음원의 위치에 따라 각도를 가장 잘 추정할 수 있는 각도 영역을 구분하여 정확하게 음원의 위치를 인식하는 방법을 제안한다. 또한 제안한 방법을 이용하면 각 마이크 쌍에서 60도 범위에 대해서만 각도를 계산하므로 기존의 180도에 대한 방법에 비하여 연산이 1/2로 줄어든다. 테스트 환경을 구축하여 제안한 영역 분할 위치 추정 알고리즘과 기존 알고리즘의 성능을 비교한 결과 제안한 알고리즘의 기존 알고리즘에 의한 평균오차의 31%에 불과함을 보인다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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• pp.510-514
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• 2006

역경계요소법에 기초한 근접음장 음향홀로그래피는 근접 음장에서의 음압 측정과 음향경계요소법을 이용한 전달함수를 이용하여 소음원의 특성을 재구성하고, 임의 형상의을 갖는 소음원을 재구성 할 수 있는 강점이 있지만, 음압 측정에 많은 마이크로폰이 필요로 한다. 많은 실험 비용을 줄이기 위해, 본 연구에서는 마이크로폰이 고정된 상태에서 반사체를 추가하여 음장을 변화시키고, 이 상태에서 측정된 음압을 음원 재구성의 추가 정보로 이용하는 방법이 제안되고, 적용예제로서 모터의 표면 속도를 재구성 하였다. 직육면체 강체 반사체를 이용하여, 각 마이크로폰 위치에서 2 배수의 음압을 얻어, 이를 재구성에 이용하였다. 또한 수치유효랭크를 이용하여 재구성에 사용된 모우드의 개수를 계산하였다.