• 한국통신학회논문지
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• 제29권11C호
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• pp.1573-1580
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• 2004

본 논문은 실제 환경에서 고품질 음성 신호 취득을 위해, 적응 마이크로폰 어레이 시스템을 위한 적응 모드 컨트롤러를 제안한다. 적응 어레이 알고리즘의 올바른 동작을 위하여, 제안된 적응 모드 컨트롤러는 시간 축의 정보뿐만 아니라 공간 축의 정보를 함께 사용한다. 제안된 적응 모드 컨트롤러는 초기화 단계와 수행 단계의 두 단계로 나뉘어 동작되는데, 초기화 단계에서는 음원 위치 추정 기술이 사용되며, 수행 단계는 신호의 상관 관계 특성에 의해 동작한다. 적응 어레이 알고리즘으로는 적응 차단 행렬을 이용한 Generalized Sidelobe Canceller가 사용되었다. 제안한 적응 모드 컨트롤러는 적응 차단 행렬이 수렴되지 않은 경우에도 사용 가능하며, 기존의 전력비 방법에 비해 안정적인 성능을 나타낸다. 본 논문은 제안한 시스템을 실제 환경에서 평가하였으며, 2m 거리에 위치한 화자에 대해 13dB SINR 향상을 얻었다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.123-129
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• 2017

본 논문에서는 이중 마이크로폰 배열을 이용하여 비음수 행렬분해(nonnegative matrix factorization, NMF) 기반으로 다중음원의 도래각을 추정하는 새로운 방법을 제안한다. 우선 이중 마이크로폰 배열에 들어온 음향 신호들을 연속된 분석프레임으로 분할한 후, 각 프레임에 대해 조향응답파워 위상변환(steered-response power phase transform, SRP-PHAT) 빔형성기를 적용하여 스테레오 신호들을 시간-방향 영역으로 표현한다. 이러한 SRP-PHAT의 시간-방향 출력값들은 사전에 정의된 프레임 수만큼 누적하여 시간-방향 블록으로 정의한다. 다음으로, 잡음에 강건한 도래각 추정을 위하여, 각 시간-방향 블록을 블록차감 기법을 사용하여 매 프레임에 대해 정규화한다. 이후, 다중음원 환경에서 각 음원의 방향을 클러스터링하기 위해 정규화된 시간-방향 블록에 비지도(unsupervised) NMF를 적용한다. 구체적으로, 음원의 개수와 이들의 도래각을 추정하는데 각각 활성 및 기저 행렬들을 사용한다. 제안된 방법의 도래각 추정 성능을 평가하기 위해 이중 마이크로폰 배열로부터 입력된 [$-35{\circ}$, 5m], [$12{\circ}$, 4m], 그리고 [$38{\circ}$, 4.m]에 각각 위치한 세 가지 음원들에 대한 추정 오차의 절대 평균(mean absolute error, MAE) 및 오차의 표준편차를 측정하였다. 실험 결과. 제안된 방법은 기존의 SRP-PHAT 기반 도래각 추정방법에 비해 상대적으로 MAE를 56.83% 줄일 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.185-188
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• 2000

본 연구에서는 화자의 음성신호를 이용하여 추출된 공간정보를 통해 화자의 위치를 실시간으로 추적하는 시스템을 제안하고 실시간 구현하였다. 기존의 대표적인 화자 위치 추출 알고리듬인 CPSP(Cross Power Spectrum Phase)는 실내환경에서 심각하게 일어나는 반향신호에 취약한 단점을 갖고 있으므로 구현된 시스템에서는 위치 추적 성능 개선을 위하여 반향신호에 강인한 hybrid window 알고리듬을 제안하여 적용하였다. Hybrid window 알고리듬은 실내 환경에 적합한 hybrid window를 설계하여 수신된 음성신호에 적용함으로써 반향신호에 의한 상호 상관관계를 줄이고 직접 경로에 의한 신호들의 상관관계를 높임으로써 보다 정확한 시간 지연 추정을 가능하게 한다. 제안된 시스템의 성능분석을 위해 DSP를 이용해 실시간 구현된 하드웨어를 이용해 기존의 CPSP 알고리듬과 제안된 hybrid window를 적용한 시스템을 실제 환경에서의 실험하였고 제안한 알고리듬을 적용한 시스템이 $22\%$ 이상 성공적으로 화자의 위치를 추적하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.102-110
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• 1999

제어용 스피커 및 검출용 마이크로폰 등 트랜스듀서들의 위치는 능동 소음제어 시스템의 성능에 큰 영향을 미친다. 능동 소음제어 시스템의 음향 특성이 매우 복잡하고, 유체 밀도, 복소 전파계수 등 음향 파라미터들의 값을 실제 적용 시에는 알 수 없는 경우가 많아 트랜스듀서들의 위치가 능동 소음제어 시스템의 성능에 미치는 영향을 해석적으로 구하기는 매우 어렵다. 본 논문에서는 트랜스듀서들 간의 전달함수들을 중첩의 원리를 이용하여 유도하였으며, 트랜스듀서들 간의 거리가 능동 소음제어 시스템의 성능에 미치는 영향을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 단일극 시스템은 소음원과 제어 음원 사이의 거리에 영향을 받으며, 이중극 시스템은 두 제어 음원 사이의 거리와 소음원과 1차 제어 음원 사이의 거리에 많은 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권5호
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• pp.384-390
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• 2016

플랜트 배관의 누설감시 시스템은 누설 유무 판단뿐만 아니라 누설의 위치를 신속히 파악하는 것 또한 매우 중요하다. 플랜트 배관의 누설 검출 방법에는 주로 AE(acoustic emission)센서, 마이크로폰어레이 그리고 카메라 영상을 이용한 방법들이 있다. 최근 광역감시 및 원거리감시의 이점이 있는 카메라 영상을 이용한 방법에 대한 연구가 진행되어 왔다. 하지만 기존 카메라 영상을 이용한 방법들은 누설 유무와 대략적인 누설의 위치를 판단하고 있으나 누설이 시작되는 정확한 위치 추정에 대한 연구는 아직 미흡한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 카메라를 이용한 누설 검출 방법을 이용해 누설영역을 산출하고 누설 검출 결과를 분석하여 누설 위치를 추정하는 방법을 제안하였으며 실험을 통하여 성능을 평가하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.36-42
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• 2001

본 연구는 폐쇄된 사무 공간상에서 2개의 마이크로폰을 이용하여 임의의 위치에서 발생한 음성 및 음향의 방향성 (방향각)을 추적하는 새로운 알고리듬을 제안한다. 본 논문에서 제안한 Subband CPSP (Cross Power Spectrum Phase) 알고리듬은 기존의 CPSP 알고리듬을 개선한 것으로서, 마이크로폰에 수신된 2개의 입력 신호에 대해 서브밴드 필터 뱅크를 이 용하여 대역 분할하고 각 서브밴드 대역에서 구해지는 대역별 CPSP 결과의 평균값을 제공한다. 이러한 주파수 대역 분할방식은 잡음의 영향을 각 대역으로 한정 분산시켜 사무 공간내 잡음의 영향을 각 대역으로 한정하여 음원의 방향각 계산시 발생하는 오차를 최소화할 수 있는 보다 강인하고 정확한 음원 추적 시스템을 가능하게 한다. 제안된 알고리듬의 성능을 입증하기 위해 기존의 CPSP 와 Subband CPSP 알고리듬의 실시간 음원 추적 실험을 수행하였으며, 실험 결과 제안된 Subband CPSP가 CPSP에 비해 평균 5％ 이상의 성능 향상을 가져옴을 확인할 수 있었다.

• 스마트미디어저널
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• 제7권3호
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• pp.29-34
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• 2018

본 논문은 주변 소음이 많은 환경에서 보청기 수신 성능 향상을 위하여 적외선을 이용한 광통신 기술을 접목시키는 연구이다. 마이크로폰과 적외선 발광 다이오드를 포함하는 송신 모듈에서 음성신호를 적외선 광 신호로 변환시켜 공기 중에 내보내고, 일정 거리 떨어진 곳에 위치한 수신 모듈에서 적외선 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하여 디지털 보청기의 입력 단에 전달한다. 특별히 수신 모듈은 보청기에 부착되어야 하므로 소형이며 저전압이고 저전력 소모가 바람직하다. 디지털 변조 방식과 아날로그 무변조 방식의 적외선 통신 기술을 적용하여 실험한 결과 실내에서 약 5미터 거리의 적외선 통신은 아날로그 무변조 방식이 적합함을 보였다. 송신 모듈과 수신 모듈 시제품을 제작하여 디지털 보청기에 연결하고 내부 파라미터를 조정하여 음성 신호를 정상 송수신함을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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• pp.213-216
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• 2000

본 연구에서는 마이크로폰 어레이를 이용하여 화자의 음성신호로부터 화자의 위치를 추정하는 기존의 대표적인 알고리듬인 CPSP(Cross Power Spectrum Phase)로부터 보다 반향에 강인한 알고리듬인 저주파 위상 복원 알고리듬을 제안한다. CPSP 함수는 상호 상관관계(Cross Correlation)가 정규화 되어있는 형태를 갖는데, CPSP 함수의 최대 값 인덱스로부터 화자의 공간정보인 TDOA(Time Difference Of Arrival)를 추출한다. 그러나 CPSP 함수를 이용한 공간정보 추정 알고리듬은 실내환경에서 심각하게 일어나는 반향신호에 대해서 취약한 단점을 갖고 있다. 본 논문에서 제안하는 저주파 위상복원 알고리듬은 주파수 측면에서 반향신호가 CPSP 함수에 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. 또한 실제 환경에서 채집한 음성신호를 이용한 모의 실험을 통해 개선된 알고리듬의 성능 개선을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.19-22
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• 2000

최근 이동전화의 사용이 급격히 확산됨에 따라 핸즈프리 단말기를 이용한 전화통신의 필요성이 대두되고 있다. 차량내 핸즈프리 통신상황의 경우 근거리에 위치한 스피커와 마이크로폰의 커플링에 의해 발생하는 음향반향과 차량내에 존재하는 배경잡음은 통화 품질을 크게 저하시킨다. 본 논문에서는 이동통신에 적합한 음향반향제거기와 잡음제거기의 결합시스템을 제안하고, 이를 고정 소수점 DSP를 이용하여 실시간 구현하였다. 실시간 구현을 위하여 음향반향제거기에는 NLMS 알고리즘에 의해 구동되는 제한된 차수의 적응반향제거기법을 사용하였다. 잔여반향 및 배경잡음제거를 위해 CDMA방식의 셀룰라 이동통신에 사용되는IS-127 EVRC음성 부호화기의 표준안에 포함된 잡음제거방식을 사용하였다. 제안된 시스템을 16 비트 고정소수점DSP인 OAK DSP Core를 이용하여 약 18.6MIPS의 연산량으로 실시간 구현되었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.233-234
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• 2004

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.