본 논문은 비정상 (nonstationary)특성을 가지는 잡음환경에서 마이크간 전달함수 비 (RTF, Relative Transfer Function) 추정 알고리즘을 제안한다. 음성을 이용한 다양한 기기에 다중 마이크를 이용한 잡음제거 기술은 널리 사용되며, 이때 각 마이크간의 입력 신호 사이의 관계는 필수적으로 추정되어야 한다. 본 논문에서는 기존의 OM-LSA(Optimally-Modified Log-Spectral Amplitude)기반의 추정 방식에 CASA (Computational Auditory Scene Analysis)를 접목시킨 방식을 제안한다. 제안한 방법의 성능 검증을 위하여 비정상 백색 잡음 (nonstationary white Gaussian noise) 환경에서 10명 화자 발음을 이용한 마이크간 전달함수 비 추정 성능 평가 실험을 수행하였다. 잡음 신호가 초당 8dB 증감하는 환경에서 SBF (Signal Blocking Factor)가 평균 2.65dB 개선됨을 확인하였다.
스테레오로 생성된 음향을 헤드폰을 사용하면 좌,우의 소리는 각각 좌,우의 귀로 상호 혼선 없이 전달된다. 그러나 2개의 스피커를 사용한다면 좌,우의 소리가 혼합되어 들린다. 이러한. 혼합현상을 크로스톡이라 하며, 이 경우 본래의 소리는 변질되어 들린다. 이러한 현상을 방지차기 위해 스피커로 재생하기 전 신호를 크로스톡 제거기를 통해 한번 더 처리하는 방법을 사용한다. 여기에 사용되는 크로스톡 제거기는 2개의 스피커와 청취자간의 상대 위치, 그리고 스피커와 청취자가 있는 방의 음향특성에 의해서 적절히 변화되어야 한다. 본 연구에서는 방의 음향특성이 무향실과 같다고 가정하고 2개의 스피커와 청취자간의 상대적인 위치가 주어졌을 때 효과적으로 크로스톡 제거기률 생성해주는 알고리듬을 제시하였다. 제안된 방법은 머리전달함수를 기반으로 하여 스피커가 청취자로부터 표준반경에 위치하였을 때의 크로스톡 제거기률 데이터 베이스화 하여 일반적인 거리에 위치하였을 경우에도 실시간으로 확장 적용할 수 있다.
기존의 자동음파전달속도 측정시스템을 이용하여 해양퇴적물의 음향특성을 측정하는 경우 최초도달신호시간의 결정에 발생하는 오류와 측정 절차의 번거로움 등의 몇 가지 문제점들이 존재한다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 PXI모듈을 이용한 LabVIEW기반의 측정 시스템을 개발하였다. 새로운 측정시스템을 검증하기 위해 동일한 시료와 실험환경에서 기존 시스템과 병행하여 측정하였다. 그 결과 1~2%의 음파전달속도 측정오차를 보였으며 음파감쇠 역시 기존 시스템과 유사한 결과 값을 도출하였다. 새로이 개발된 PXI(PCI eXtentions for Instrumentation)를 이용한 LabVIEW 기반 음향특성 측정시스템은 퇴적물의 음향특성을 보다 신속하고 효율적으로 측정할 수 있고 측정 자료뿐만 아니라 분석된 신호의 원시자료에 대해서도 지속적인 데이터베이스를 구축할 수 있다.
수중음향통신의 성능은 다중경로 전달과 도플러 확산에 크게 영향을 받는다. 본 논문은 다중경로 전달 환경에서 강인한 기존의 Sweep Spread Carrier(SSC) 기법을 변형하여, 새로운 통신기법인 Triangle Spread Carrier(TSC) 기법을 제안한다. 제안한 TSC 기법은 상승-처프와 하강-처프 신호가 반복되는 반송파를 갖는 형태이며, 각각의 상관함수 특성을 활용하여 수신 신호의 도플러 천이 주파수를 추정하고 보정한다. 제안된 TSC 기법의 성능을 입증하기 위하여 수중 채널 시뮬레이터를 이용한 모의실험과 동해에서 수행된 해상실험을 결과를 제시한다. 해상실험 결과 추정된 도플러 천이 주파수만을 이용하여 복조하였을 때 비부호화 된 비트 오류율은 최대 0.194였지만, 제안한 방법을 적용하였을 때 비부화화된 비트 오류율이 0.001로 감소하였다.
본 논문에서는 천해 해양환경에서 이동 음원과 수직선배열을 이용한 실 해상 실험 자료를 이용하여 지음향 역산 및 정합장처리를 수행하였다. 협대역 신호를 이용하여 음원의 이동에 따른 전달손실을 계산하였고, 이를 음파전달모델을 이용한 결과와 비교하는 방식으로 역산의 목적함수를 구성함으로써 해저면 지음향 인자들의 평균적인 값을 역산할 수 있었다. 역산 결과로 얻은 지음향 인자들을 사용하여 정합장처리를 통해 음원의 이동경로를 추적함으로써 역산 결과의 타당성을 검증하였고, 이를 기존 지질 자료를 이용한 정합장처리 결과와 비교하였다.
This paper describes the propagation characteristics of acoustic signals as a function of distance from the location of partial discharge(PD) occurrence to analyze correlation between discharge magnitude and acoustic signal in insulation oil. We fabricated a decoupler and an amplifier to measure acoustic signals produced by PD. The amplifier has the gain of 40 dB and the frequency bandwidth of 1.6 kHz~1.6 MHz. After a comparative calibration by a standard pulse generator and a coupling capacitor, we analyzed the propagation characteristics of acoustic signals in insulation oil as a function of distance.
천해에서의 저주파 단상태 잔향음 모델(L-HYREV)을 개발하였다. 음선이론에 기초한 전파모델은 해저 내로 투과되는 음파에 대한 효과를 적절하게 고려 할 수 없으므로, 해저 내 상호작용을 계산할 수 있는 전파모델이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 RAM을 이용해서 전달손실을 계산 후, 다중경로 확장모델을 이용해서 산출한 전달손실을 보정하였다. 모델의 검증을 위하여 GSM(generic sonar model) 잔향음 모의 신호 및 실측잔향음 신호와 비교하였으며, 비교 결과 GSM 보다 L-HYREV 모델이 저주파 잔향음 예측에 적합함을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 수괴가 능동소나에서 허위표적으로 오인 탐지 될 수 있는지에 대한 여부를 시각적으로 확인하기 위해 시간영역에 대한 음파 전달 수치 실험을 수행하였다. 수치 실험을 위해 무한영역에 과장된 수괴를 표적으로 구성하였으며 불연속 경계에 대해 개발된 시간영역 유사스펙트럴 모델을 이용하여 산란신호를 계산하고 해석해와 비교하였다. 또한, 시간에 따른 음파전달양상을 모의하였다. 이를 통해 수괴 자체가 허위표적으로 탐지 될 수 없음을 확인하였다.
본 연구는 3차원 공간상에 있어서의 음상정위를 제어하기 위한 디지털 신호처리 기술, 특히, 음상의 거리정위에 있어서의 머리전달함수 (HRTF)의 역할에 착안한 신호처리 기술을 확립하기 위한 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 논문에서는 청각에 있어서의 거리 지각을 제어하기 위한 중요한 요소를 밝혀내기 위해 기존의 Hirsch-Tahara 모델과 음향적 시차 모델에 대해서 청각 실험을 행했다. 그 결과 이 두 모델에 있어서는 음상의 거리지각을 설명하기에는 한계와 전 방향에 있어서는 적용할 수 없는 문제점이 있었다. 이러한 문제점들을 고려해 본 논문에서는 음향적 시차 모델을 전 방향에 있어서 적용 가능하도록 확장된 음향적 시차 모델을 제안해 그 유효성에 대해 청취 실험을 통해 고찰했다. 그 결과, 본 논문에서 제안한 확장된 음향적 시차 모델을 이용하면 수평면 상의 전 방향에 있어서 약 2m 까지의 범위 내에서는 실제 음원에서 지각할수 있는 거리와 거의 같은 수준으로 음상의 거리를 제어함으로써 본 모델의 유효성을 인간을 대상으로한 청취실험을 통해 증명했다.
본 논문에서는 헤드폰 또는 이어폰을 이용하여 오디오 신호를 청취할 때 공간감 및 현실감을 높일 수 있는 음상 외재화 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 음상 정위를 위해 변형된 머리전달 함수를 사용하였고, 음향 시뮬레이션 기법을 통해 생성한 임펄스 응답을 공간감을 위한 반사음으로 사용하였다. 변형된 머리전달 함수는 기존의 머리전달 함수와 음상 정위 효과는 유지하면서, 음색의 변화를 최소화하는 방법으로 개발이 되었으며, 음향 시뮬레이션 기법은 자연스러운 반사음을 획득하기 위해 사용되었다. 제안한 알고리즘의 검증을 위해 청취평가를 수행하였다. 청취 평가를 통해 제안한 알고리즘이 음상 외재화 효과가 있음을 알 수 있었는데, 전방과 후방지역에 음상이 위치하는 경우보다는 좌측과 우측에 음상이 위치한 경우에 음상 외재화 효과가 잘 나타난다는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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