근접 4점법을 이용하여 음원으로부터 측정점까지 음파가 전달되어 오는 공간상의 반사음 패턴을 구할 수 있다. 그러나 차량과 같이 협소한 공간에서는 반사음간의 시간차가 매우 작게 되고 따라서 단지 몇 개의 초기 반사음을 제외하고는 측정이 어렵게 된다. 본 연구에서는 측정에 사용된 스피커의 특성을 역필터링하여 차실 내의 펄스 반사음 자체 특성만을 추출함으로써 좁은 공간에서도 반사음 패턴의 측정이 가능하도록 하였다. 실내 반사음 패턴은 음파의 경로를 보여 주는 것이므로 본 측정법은 차량의 실내 음향 특성 파악과 음질 개선에 중요한 도구로 활용될 수 있다.
복반사음은 능동소나의 운용이나 수중음향 원격탐사를 위한 기초자료로 이용된다. 여름철(9월) 천해 해역에서 실시한 고주파 음향실험 자료를 바탕으로 몇가지 복반사음 변화 특성들을 살펴보고 그 원인을 규명하고자 하였다. 실험기간중 복반사음은 거의 해저면에 의한 복반사음으로 분석되었으며, 이로부터 해저면 후방산란강도를 계산하였다.
복반사음은 능동소나의 운용이나 수중음향 원격탐사를 위한 기초자료로 이용된다. 여름철(9월) 천해 해역에서 실시한 고주파 음향실험 자료를 바탕으로 몇가지 복반사음 변화 특성들을 사펴보고 그 원인을 규명하고자 하였다. 실험기간중 복반사음은 거의 해저면에 의한 복반사음으로 분석되었으며, 이로부터 해저면 후방산란강도를 계산하였다.
일차 반사음의 최적지연시간과 음장의 Preference 판단에 있어서 다른 민족간의 피험자 사이에 차이가 있는지를 알기 위해, 무향실에서 일차 측방반사음을 시뮬레이션하여 지연시간을 가변하면서 주관 Preference 실험을 하였다. 그 결과 일차 반사음의 최적지연시간은 반사음의 레벨이 직접음의 레벨과 같을때 음원의 자기상관함수(ACF) 의 유효지속시간과 일치하며, 음악 모티브가 다르고, 판단 시리즈가 달라도 음장에 대한 Preference판단에 기본적인 차이가 없는 것을 알았다. 또 하나의 음악 모티프에서 다른 2개의 패세지를 사용하여 Preference실험한 결과, 음악 전체에 대한 ACF의 유효지속시간의 변동이 적음을 알았다. 따라서 일차반사음의 최적지연시간은 음원의 ACF와 반사음의 진폭으로부터 예측할 수 있다.
두 개의 입력소자에 의한 음원방향 및 분리방법으로서는 연산량이 적고, 음원분리 성능이 높은 주파수 양귀 모델(Frequency Domain Binaural Model : FDBM)이 있다. FDBM은 주파수 영역에서 양귀간 위상차(Interaural Phase Difference : IPD) 및 양귀간 레벨차(Interaural Level Difference : ILD)를 구하여 음향신호가 오는 방향과 음원의 분리처리를 한다. 그러나 실제 환경에서는 반사음의 문제가 되고 있다. 이러한 반사음에 의한 영향을 줄이기 위하여 선행음 효과에 의한 직접음의 음상정위를 모의하여 초기 도착음을 검출하고 직접음이 오는 방향과 음원분리 방법을 제시하였다. 제시한 방법을 이용하여 음원방향 추정 및 분리에 대한 성능을 시뮬레이션으로 검토하였다. 그 결과, 방향추정은 음원이 오는 방향에서 ${\pm}10%$의 범위로 집중되어 음원의 방향과 가까운 값으로 추정되었다, 반사음이 존재하는 경우의 음원분리는 기존의 FDBM에 비하여 코히런스(Coherence), 음성품질 지각평가 PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality : PESQ)가 높고, 정면에서의 지향특성 감쇠량이 작아 분리의 정도가 개선됨을 나타내었다. 그러나 반사음이 존재하지 않는 경우는 분리 정도가 낮았다.
소나 신호 처리에서, 흔히 발생하는 난반사에 의한 잡음 때문에, 기존에 사용되어지고 있는 앨고 리즘으로 처리하기에는 많은 문제점을 내포하고 있다. 본 연구는 소나 시스템의 신호 처리를 위하여 마 이크로 프로세서를 사용하였으며, 신호처리 방법은 코릴레이숀 접음과 반사음을 식별하고, 거기서 평가 된 것을 기준으로 직접음만의 신호를 재생하여 반사음을 처리하였다. 실험의 결과치와 계산치를 비교한 결과, 무향 수조의 특성에 의한 오차를 제외하고는 거의 오차가 없었으며, 그 오차는 주파수가 낮아짐에 따라 증가하였다. 실험 결과를 토대로 처리 시스템의 소형·단순화가 가능한 것으로 분석되었다.
장방형 평면의 한쪽 끝에 자리잡아 벽체와 천장 등의 1차 혹은 2차반사음을 많이 확보할 수 있는 슈박스 콘서트홀의 무대와는 달리, 객석으로 둘러싸인 무대의 빈야드 콘서트홀은 무대 위의 연주자들이 자신이나 다른 연주자들의 연주음 크기나 화음을 모니터링 할 수 있는 초기반사음이 절대 부족하다. 무대 주변벽에서의 반사음을 기대할 수 있지만 무대라이저와 그 위의 연주자들에 의해 상당부분 가려지기 때문에 그 효과는 극히 제한적이다. 무대반사판(ensemble reflector)은 무대의 상부에 설치하여 연주자들의 모니터링을 가능하게 함으로써 연주음의 앙상블을 향상시키는 데 기여할 수 있는 효과적인 수단이다. 2,000여석 규모의 커다란, 따라서 높은 천장으로 인해 유효한 초기 천장반사음을 확보하기 힘든 대형 빈야드 콘서트홀에서 적절한 위치와 형태와 면적을 갖는 효율적인 무대반사판을 설계하고 무대서포트에 관한 정량적 지표를 토대로 그 효과를 검증하였다.
강당, 회의실, 강의실 등과 같은 닫혀진 공간에서 포착된 소리의 질은 반향음과 간섭 잡음 등에 의해 영향을 받는다. 마이크로폰에 수신되는 신호는 직접전달파와 벽면에 의한 반사파들이 더해지므로 해서 실제 발생음을 명확히 얻기가 어렵다. 수신측 마이크로폰에서 반사음의 영향을 제거하면 실제 발생음에 가까운 양질의 소리를 얻을 수 있을 것이다. 잡음과 반향음의 영향이 큰 음향 공간에서 고음질의 소리를 얻기 위한 방법으로 마이크로폰 배열의 병렬 신호 처리 기법이 있다. 본 연구에서 제시된 마이크로폰 배열의 병렬 신호처리 기법은 공간적 음량 선택성을 제공하기 위해 각 마이크로폰 센서들의 matched filter 처리와 병렬 처리 기법을 결합한다. 이 기법은 다중경로 왜곡(반향)과 간섭 잡음을 제거하는 수단을 제공한다.
AV시스템에서, 스테레오 스피커간의 거리가 좁기 때문에 실감나는 사운드효과를 내기가 매우 어렵다. 지금까지 공간적으로 음상을 확장시키는 신호처리방법이 많이 연구되었다. 음상을 화장하는 전형적인 방법은 대부분 위상이동과 관련된다. 그러나 이 방법은 반사성이 놓은 콘크리트 벽 구조에서는 효과적이지 못하다. 본 논문에서는 선착효과와 반사음을 이용하여 스테레오 음상을 효과적으로 확장하는 방법을 제안하였다. 실험을 통하여 기존 AV시스템이 스테레오 음상을 확장하는 방법이 실내가 넓을수록 유용함을 확인하였다.
콘서트 홀 등의 음향 측정을 측정하는 데 있어 다채널 마이크로폰을 이용하여 그 공간의 반사음 패턴을 파악하는 기술이 널리 이용되고 있다. 이 기법은 그 공간 특유의 반사음의 입사 시간과 방향을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 충격응답(Impulse response)의 측정을 기반으로 하므로 기존에 사용되고 있는 모든 모노성의 음향 특성의 측정에도 이용할 수 있다. 그러나 LEF나 IACC등의 다차원의 음향 특성의 측정을 위해서는 양지향성 마이크로폰이나 더미헤드 등을 이용한 측정을 별도로 수행하고 있다. 본 연구에서는 다채널 마이크로폰으로 구한 방향성 충격응답으로부터 각각의 반사음들의 특성을 구하고 그 결과에 양지향성 마이크로폰의 지향특성을 적용하여 LEF를 얻어내도록 하였다. 제안하는 기법의 유효성을 검증하기 위하여 기존의 무지향성 및 양지향성 마이크로폰을 이용하여 구한 결과와 비교, 분석하였다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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