Krylov 부공간 모델차수축소법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석의 효율적인 계산에 많이 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 Krylov 부공간 축소기법을 이용한 관심 주파수영역에 대한 주파수응답 해석 및 이를 통하여 계산된 주파수응답의 여러 가지 설계변수에 대한 설계민감도 해석방법을 제안하였다. 일반적으로 구조물의 주파수응답을 고려한 최적설계를 위해서는 설계변수에 대한 관심 주파수영역에서의 주파수응답 및 그의 민감도 정보가 요구되므로, 고려하는 유한요소모델이 대형일 경우에 관심 주파수영역에서의 반복적인 해석으로 인한 계산비용의 문제가 대두된다. 본 논문에서는 축소모델을 이용하여 주파수응답과 주파수응답의 설계민감도 해석을 수행하여 계산의 효율성을 극대화하였다. 민감도 계산에는 시간측면과 구현의 용이성 측면에서 장점이 있는 준해석적 방법을 이용하였다. 수치 예제를 통하여 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석 결과를 유한차분법에 근거한 민감도 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하는 경우, 주파수응답을 고려한 최적설계를 계산비용 측면에서 매우 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.
본 논문에서는 오디오 이퀄라이저의 정확한 주파수 응답을 그래픽으로 빠르게 표현하는 방법을 제안한다. 주파수 축을 로그 스케일로 나타낼 경우 저대역의 정확한 주파수 응답을 표현하기 위하여 높은 해상도로 주파수 응답을 구해야 한다. 그러나 높은 해상도의 주파수 응답을 구하기 위해 많은 계산량이 필요하고, 이에 따라 주파수 응답의 그래픽 표현을 실시간으로 제공하기 어렵다. 이와 같은 계산량 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 낮은 해상도로 중대역에서 구한 가상 주파수 응답을 이용하는 방법을 제안한다. 이퀄라이저를 구성하는 각 필터에 대하여 중대역에서 가상 주파수 응답을 구한 후 원하는 주파수 위치로 이동하여 해당 필터의 주파수 응답을 구하고, 모든 필터의 주파수 응답을 결합하여 이퀄라이저의 최종 주파수 응답을 구한다. 실험을 통하여 제안한 방법으로 구한 주파수 응답이 많은 계산량을 사용하여 높은 해상도로 구한 주파수 응답과 동등한 모양을 가지는 것을 확인하였다.
마이크로폰의 주파수 응답 특성은 마이크로폰이 레벨 허용 범위로 재생할 수 있는 주파수 범위를 나타내는 것으로, 마이크로폰이 가지고 있는 특성을 평가하는 기준으로 사용되는 가장 중요한 음향 특성 파라메타 중의 하나이다. 이와 같은 마이크로폰의 주파수 응답 특성을 측정하기 위한 기존의 방법들은 그 측정 조건이 매우 까다로울 뿐만 아니라, 고가의 장비를 사용하여 측정하여야 한다는 문제점을 갖고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 마이크로폰의 주파수 응답 특성을 간단하게 측정할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 컴퓨터로 생성한 Optimized Aoshima's Time Stretched Pulse(OATSP) 신호를 표준 스피커를 통하여 발생시킨 다음, 측정하고자 하는 마이크로폰으로 수음된 신호와 역 OATSP 신호를 컨볼루션시켜 마이크로폰의 임펄스 응답을 측정하고, 이 신호를 이용하여 측정할 마이크로폰의 주파수 응답 특성을 구하는 방범이다. 제안한 알고리즘의 성능 평가는 제안한 알고리즘을 이용하여 구한 마이크로폰의 주파수 응답 특성 측정값과 그들이 갖고 있던 주파수 응답 특성 데이터를 비교 분석하였다. 비교 결과, 측정한 각각의 마이크로폰 주파수 응답 특성들 사이에 오차가 발생하였으나, 오차가 그 측정값들이 허용 오차(${\pm}3{\sim}{\pm}5dB$) 범위에 내에 있었으므로 제안한 알고리즘이 마이크로폰의 주파수 응답 특성을 측정하기에 적합한 방법임을 입증하였다.
Krylov 부공간 모델차수축소법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답함수의 효율적인 계산에 많이 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 Krylov 부공간 축소기법을 이용한 관심 주파수영역에 대한 주파수응답 해석과 이를 통하여 계산된 주파수응답의 여러 가지 설계변수에 대한 설계민감도 해석 방법을 제안하였다. 일반적으로 기계시스템의 주파수응답을 고려한 최적설계를 위해서는 설계변수에 대한 관심 주파수영역에서의 주파수응답 및 그의 민감도 정보가 요구되므로, 고려하는 유한요소모델이 대형일 경우에는 관심 주파수영역에서의 반복적인 해석으로 인한 계산비용의 문제가 심각하게 대두된다. 본 논문에서는 축소모델을 이용하여 주파수응답과 주파수응답의 설계민감도 해석을 수행하여 계산의 효율성을 극대화하였다. 계산상 시스템행렬의 민감도 계산에는 시간측면과 구현의 용이성 측면에서 장점이 있는 준해석적 방법을 이용하였다. 수치 예제를 통하여 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석 결과를 초기 유한요소모델의 민감도 결과와 비교하여 우수한 정확성 및 효율성을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 주파수응답을 고려하는 최적설계에 이용하는 경우, 결과의 정확성 및 계산비용 측면에서 매우 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문에서는 코리올리 효과를 가진 압전-구조 시스템의 주파수응답 해석을 효율적으로 수행하기 위한 크리로프 부공간 모델차수축소법을 제안하였다. 이 방법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석에 효과적으로 이용되고 있다. 예제로 고려된 압전형 미소 각속도계의 해석에는 압전구동 하중과 구조체의 회전에 따른 원심력이 동시에 입력하중으로 고려되는 다중입력의 경우이므로 변환행렬 V의 생성시, block Arnoldi 과정을 이용하여 두 하중의 효과를 축소모델에 함께 고려한다. 본 문제에 제안된 축소기법을 이용한 결과, 축소모델을 이용하여 원래 시스템의 관심영역의 주파수응답을 작은 차수의 모델로도 정확하게 계산할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하면 다양한 가진조건과 각속도 입력 하에서의 주파수응답을 정확하고 더욱 효율적으로 계산할 수 있을 것이다.
주파수응답함수는 주파수영역에서 구조물의 동특성을 추정하는데 있어 가장 중요하고 기본이 되는 것이다. 본 논문에서는 주파수응답함수의 추정을 위한 개선된 방법을 제안하였다. 제안된 주파수응답 함수는 종래의 주파수응답함수 산정 방법인 $H_1$(f)와 $H_2$(f)의 가중평균으로 구성되었다. 이것은 $H_2$(f)가 공진주파수영역에서 더 정확한 결과를 주는 반면, $H_1$(f)는 비공진주파수영역에서 더 좋은 결과를 주는 특성을 이용한 것이다. 본 논문에서 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위하여, 수치모의실험과 함께 실제 실험을 수행하여 얻어진 데이타를 분석하였다. 해석 결과로 부터, 새로이 제안된 주파수응답함수가 다른 주파수응답함수에 비해 좀 더 정확한 결과를 줌을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 주파수 위상 응답과 크기 응답에 QIM을 이용하여 워터마크를 삽입하는 다중 오디오 워터마킹을 제안한다. 워터마크 삽입은 두 단계로 나뉘며 주파수 영역에서 수행된다. 1단계에서는 주파수 위상 응답의 전체 샘플을 대상으로 QIM을 이용하여 워터마크를 삽입하고 2단계에서는 먼저 무음 구간 여부에 따라 워터마크를 삽입할 프레임을 정하고 해당 프레임에서 주파수 크기 응답의 최대값을 기준으로 정규화한 후 고정된 스텝사이즈를 적용하는 방법으로 적응적인 QIM을 구현하여 워터마크를 삽입한다. 워터마크 삽입 단계를 거친 주파수 위상 응답과 크기 응답을 역푸리에 변환을 통해 시간 영역의 신호로 복원한다. 워터마크 검출은 유클리디안 거리(Euclidean distance)를 이용하여 블라인드 검출 방식으로 수행된다. 오디오 워터마크 벤치마킹을 통한 강인성 검증에서 대부분 강인한 특성을 보였으며 특히 푸리에 공격에서 복원율은 95% 이상으로 매우 강인한 결과를 보였다.
모우드 밀도의 산정을 정확하게 구하기 위해 고주파수 영역에서 흔히 적용되는 3채널 측정법이 저주파수대 영역에서도 2채널법에 의한 방법보다 주파수 응답함수의 크기 및 공전주파수의 위치를 보다 더 잘 나타내 주고 있다는 것을 실험적으로 제시하였다. 2채널 측정법에 비하여 3채널 측정법이 모우드 밀도가 균일한 보의 경우에 있어서도 주파수 응답함수의 크기를 실제의 경우와 근접하게 추정해 줄 수 있을 뿐 아니라, 상대적으로 모우드 밀도가 높은 평판의 경우에 있어서도 공진주파수 대에서의 주파수 응답함수의 형태를 보다 분명히 나타내어 줄 수 있는 것으로 나타났다. 한편, 구조물과 가진기의 상호작용에 의한 고유진동수의 변동량 측정의 관점에서는 2채널 측정법과 3채널 측정법의 경우 모두 주파수 응답함수를 적절히 나타내어 주고 있는 것으로 나타났다.
본 논문은 사용자제작콘텐츠 (User Created Contents, UCC)를 이용한 가상현실 (virtual reality, VR) 음향 재구성을 위한 스마트폰의 주파수응답 정규화에 관한 연구이다. 서로 다른 스마트폰들로 취득한 음향들을 연결할 때, 부자연스러운 음향이 발생하며, 이것은 주로 스마트폰별로 다른 주파수 응답에 기인한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 스마트폰의 주파수응답을 정규화 하는 과정이 필요하며, 본 연구에서는 심층신경망 (deep neural network)을 이용하는 방법을 제안한다. 심층신경망의 입력은 처리하고자 하는 스마트폰 음향의 스펙트럼이고 출력은 이것과 기준 스마트폰 음향의 스펙트럼과의 비율이다. 실험결과, 서로 다른 스마트폰으로 취득한 음향신호가 연결되었을 때, 객관적 및 주관적 평가를 통해 음향의 자연성이 개선됨을 확인 하였다.
미니컴퓨터와 디짓틸 상관법을 이용하녀 이상적인 아나로그 씨스템의 주파수 응답을 구하고 그 결과를 이론치와 비교하여 디짓탈 데이타 처리방법의 타당성을 검증하였다. 또한 이 방법을 실제로 복잡한 절삭중의 공작기계의 주파수응답 ㅕㄹ정에 적용하여 이때 야기되는 문제점을 검토하고 그 해결방안을 제시하였다. 또한 제 절삭 조건하에서 얻어진 주파수응답 함수로부터 공작기계의 아버 및 시편의 길이, 절삭 속도, 절삭깊이, 피이드율에 따른 공작기계 구조동력학의 변화를 규명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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