• Title/Summary/Keyword: 음향 어레이

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Research of weighting circuits for beamforming using speaker array (스피커 어레이를 이용한 빔형성 가중회로 구성실험에 관한 연구)

  • Choi Nakjin;Lim Jun-Seok;Kim Hyun-Seok;Sung Koeng-Mo
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • spring
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    • pp.141-144
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    • 2004
  • 수중 음향 탐지 시스템에서 빔 형성 기법은 오랫동안 많은 연구자들에 의해 연구되어 왔다. 빔 형성 기법은 탐지성능에 직결되기 때문에 최적의 빔 설계는 중요한 문제가 된다. 그리고 최적의 빔 형성기를 구현하기 위해서는 개별 센서에 대한 가중회로의 구성이 필수적이며, 가중회로를 구성하기 위해서는 개별 센서에 대한 등가회로 모델링과 정합회로 설계가 필수적이다. 이전의 연구에서는 센서 등가회로 모델링 Tool과 정합회로 디자인 Tool 각각의 구성과 사용방법에 대해서 소개하였다. 본 논문에서는 이 두 가지 Tool을 모두 이용하여 센서 등가회로 및 정합회로를 모델링하였고, 이를 바탕으로 실제 가중회로를 구현하였다. 실험을 위해 물-공기의 상사효과를 가정하였으며, 공기 중에서 스피커 어레이를 이용하여 빔 형성을 하였다. 또한, 이론치와 실험치를 비교하여 BeamCAD, 센서 등가회로 모델링 Tool 그리고 정합회로 디자인 Tool로 이루어진 소나 센서 디자인 Tool의 타당성을 검증하였다.

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Research of weighting circuits for beamforming using speaker array II (스피커 어레이를 이용한 빔형성 가중회로 구성실험에 관한 연구 II)

  • Seo Jeong-Hun;Choi Nakjin;Lim Jun-Seok;Sung Koeng-Mo
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • autumn
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    • pp.463-466
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    • 2004
  • 수중 음향 탐지 시스템에서 빔 형성 기법은 오랫동안 많은 연구자들에 의해 연구되어 왔다. 빔 형성 기법은 탐지성능에 직결되기 때문에 최적의 빔 설계는 중요한 문제가 된다. 그리고 최적의 빔 형성기를 구현하기 위해서는 개별 센서에 대한 가중회로의 구성이 필수적이며, 가중회로를 구성하기 위해서는 개별 센서에 대한 등가회로 모델링과 정합회로 설계가 필수적이다. 이전의 연구에서는 센서 등가회로 모델링 Tool과 정합회로 디자인 Tool 각각의 구성과 사용방법에 대해서 소개하였다. 이 두 가지 Tool을 모두 이용하여 센서 등가회로 및 정합회로를 모델링하였고, 이를 바탕으로 실제 가중회로를 구현하였다. 가중회로는 정합회로와 트랜스포머로 구성된다. 본 논문에서는 이와같이 구성된 가중회로와 스케일 모델에 맞게 제작된 스피커 어레이를 이용하여 빔형성 실험을 하였으며, 그 결과를 이론치와 비교하였다. 이것을 바탕으로 BeamCAD, 센서 등가회로 모델링 Tool 그리고 정합회로 디자인 Tool로 이루어진 소나 센서 디자인 Tool의 타당성을 검증하였다.

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High Directivity Sound Beamforming Algorithm (방향성이 높은 사운드 빔 형성 알고리즘)

  • Kim, Seona-Woo;Hur, Yoo-Mi;Park, Young-Chul;Youn, Dae-Hee
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.29 no.1
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    • pp.24-33
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    • 2010
  • This paper proposes a technique of sound beamforming that can generate high-directive sound beams, and this paper also presents applications of the proposed algorithm to multi-channel 3D sound systems. The proposed algorithm consists of two phases: first, optimum weights maximizing a sound pressure level ratio between the target and control acoustic regions are designed, and later, the directivity of the pre-designed sound beam is iteratively enhanced by modifying the covariance matrix. The proposed method was evaluated under various situations, and the results showed that it could provide more focused sound beams than the conventional methods.

Drone Location Tracking with Circular Microphone Array by HMM (HMM에 의한 원형 마이크로폰 어레이 적용 드론 위치 추적)

  • Jeong, HyoungChan;Lim, WonHo;Guo, Junfeng;Ahmad, Isitiaq;Chang, KyungHi
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.24 no.5
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    • pp.393-407
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    • 2020
  • In order to reduce the threat by illegal unmanned aerial vehicles, a tracking system based on sound was implemented. There are three main points to the drone acoustic tracking method. First, it scans the space through variable beam formation to find a sound source and records the sound using a microphone array. Second, it classifies it into a hidden Markov model (HMM) to find out whether the sound source exists or not, and finally, the sound source is In the case of a drone, a sound source recorded and stored as a tracking reference signal based on an adaptive beam pattern is used. The simulation was performed in both the ideal condition without background noise and interference sound and the non-ideal condition with background noise and interference sound, and evaluated the tracking performance of illegal drones. The drone tracking system designed the criteria for determining the presence or absence of a drone according to the improvement of the search distance performance according to the microphone array performance and the degree of sound pattern matching, and reflected in the design of the speech reading circuit.

Aliasing Effect in Sound Field Reconstruction using Acoustic Holography (음향 홀로그래피를 이용한 음장구성에 따른 앨리애싱 영향)

  • 권휴상;김양한
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1993.04a
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    • pp.123-127
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    • 1993
  • 소음방사의 이해 및 효과적인 소음제어를 위해서는 소음원의 특성, 음장의 공간상 방사 특성 등을 아는 것이 중요하며, 이를 위해 많은 연구가 진행되 어 왔다. 특히 다수의 마이크로폰 어레이를 이용한 음향 홀로그래피 방법에 의한 실험적 음장 예측 방법이 소개되었고 연구가 진행됨에 따라 많은 실용 가능성을 보여 주었다. 음향 홀로그래피 방법에는 측정상 제한이 필연적으로 존재할 수밖에 없는데, 이에 따른 오차가 존재하며 결국 예측음장의 신뢰도 를 떨어뜨리는 요인이 된다. 본 연구의 목적은 측정조건에 따른 오차의 요인 을 고찰하고 이를 정량적으로 표현함으로써 음향 홀로그래피 방법의 적용에 도움을 주고자 한다. 평면 음향 홀로그래피에 나타나는 오차는 둘러 싸기 오 차(wraparound error), 앨리애싱(aliasing), 창문영향(window effect)으로 나 눌 수 있는데, 오차는 측정구경의 크기와 마이크로폰 사이의 간격등의 측정 조건 뿐만 아니라 음원의 특성, 홀로그램 평면의 위치 등에 직접적인 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 오차해석을 위한 기본 연구로써 점음원(monopole) 과 쌍극자(dipole)음장의 파수 스펙트럼을 해석적으로 구하고 이를 기본으로 평면 음향 홀로그래피 적용시 존재하는 앨리애싱에 대해 고찰하고 전산기 모의 실험 (computer simulation)을 통해 오차를 최소화하는 측정조건을 제 시하고자 한다.

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A Novel Approach to Improving the Performance of Randomly Perturbed Sensor Arrays (불규칙하게 흔들리는 센서어레이의 성능향상을 위한 새로운 방법)

  • Chang, Byong-Kun
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.14 no.1E
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    • pp.65-72
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    • 1995
  • The effects of random errors in array weight and sensor positions on the performance of a Linearly constrained linear sensor array is analyzed in a weight vector space. It is observed that a nonorthogonality exists between an optimum weight vector and the steering vector of an interference direction du e to random errors. A novel approach to improving the nulling performance by compensating for the nonorthogonality is proposed. Computer simulation results are presented.

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Design of SONAR Array for Detection of Bottoming Cylindrical Objects (착저 원통형 물체 탐지를 위한 소나 어레이 설계)

  • Kim, Sunho;Jung, Jangwon;On, Baeksan;Im, Sungbin;Seo, Iksoo
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.54 no.3
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    • pp.15-21
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    • 2017
  • In the active SONAR system, various studies have been carried out to enhance the resolution of a received signal. In order to obtain higher resolution for detecting a bottoming cylindrical object, the design of a planar array for SONAR is investigated in this paper. It is necessary to employ planar structures for SONAR array to obtain narrower beam pattern which gives high resolution. In this study, the transmit frequency of each acoustic transducer, which consists of an array is 13 kHz. For efficient detection of a target of an asymmetric size, the concept of areal angle is applied, which considers resolution according to both azimuth and elevation angles in array design. In the design, the areal angle is first investigated to satisfy the resolution requirements, and then based on the value of areal angles, the azimuth angle and the elevation angle are calculated respectively to design an array.

Fundamentals of Bright and Dark Zone: Theoretical Backgrounds (음향 대조 및 밝기 제어: 이론적 배경)

  • Choi, Jung-Woo;Kim, Yang-Hann
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2012.04a
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    • pp.388-393
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    • 2012
  • Acoustic brightness and contrast control are promising techniques for manipulating acoustic energy over selected zones of interest using loudspeaker arrays. In this paper, the fundamental theory and concept of the brightness and contrast control is reviewed. The similarity and difference of two different strategies are explained in terms of the constraint required to determine a unique solution among many possible candidates. The application examples and recent progresses of the brightness and contrast control are presented.

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Modified Subband CPSP를 이용한 음원 추적 시스템에 관한 연구

  • 오상헌;박규식
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • autumn
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    • pp.139-142
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    • 1999
  • 본 연구는 폐쇄된 임의의 공간상에서 2개의 마이크로폰 어레이를 이용 수신된 2개 신호의 도착 시간차를 계산하여 응원의 방향 각을 추정하는 새로운 알고리듬을 제안한다. 제안된 MSCPSP 알고리듬은 기존의 CPSP 알고리듬을 개선한것으로, 마이크로폰에 수신된 2개의 입력신호에 대해 서브밴드 필터 뱅크를 이용하여 대역 분할하고 각 서브밴드 대역에서 구해지는 신호 대 잡음비(SNH)를 대역별 CPSP 결과에 가중치로 제공한다. 이러한 대역 분할 가중방식은 잡음의 영향을 각 대역으로 한정 분산시켜 보다 정확한 지연 시간 추정을 가능하게 한다. 제안된 알고리듬의 성능을 입증하기 위해 기존의 CPSP와 MSCPSP 알고리듬의 컴퓨터 모의 실험을 수행하였으며, 실험 결과 제안된 MSCPSP의 우수함을 볼 수 있었다.

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Forward/Backward First Order Statistics Algorithm for the estimation of DOA in a Multipath environment (다중경로 환경에서 DOA를 추정하기 위한 Forward/Backward First Order Statistics Algorithm)

  • 김한수
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1998.06c
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    • pp.221-224
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    • 1998
  • 간섭신호가 원하는 신호에 coherent한 경우에는 원하는 신호와 간섭신호간의 cross correlation에 의해 공분산 행렬의 rank가 줄어들게 되어 coherent한 간섭신호의 도래각을 추정할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 발표된 기존의 방법중 대칭 어레이(Symmetric array)방법은 계산량이 많아지고 공간 스무딩(Spatial Smoothing)방법은 array aperture size에서 손해를 보게 되어 분해능이 떨어지는 단점이 있다[1,2,3].

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