• 한국음향학회지
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• 제40권1호
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• pp.55-63
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• 2021

본 논문에서는 고압가스 배관의 밸브 유동소음을 평가할 수 있는 수치적 방법론을 제시하고 밸브 유동소음 저감을 위한 다공판의 영향을 정량적으로 분석하였다.먼저, 고정확도의 비정상 압축성 대와류모사 기법을 이용하여 고압가스 배관의 밸브 유동과 이로 인한 유동소음을 예측하였다. 예측한 벽면 압력 스펙트럼을 측정값과의 비교를 통하여 수치해석결과의 유효성을 검증하였다. 다음으로 배관내에서 평균 유동장과 중첩되어 전파해가는 음향장의 음향파워를 평가할 수 있는 지표를 기반으로 배관내 밸브 유동에 의하여 하류방향으로 전파하는 음향파워를 분석하였다. 분석결과를 바탕으로 밸브 유동 소음 저감을 위해, 다공평판을 설계하여 밸브 후류에 설치하고 동일한 수치해석 방법을 통해 배관 하류방향으로 전파하는 음향파워를 예측하였다. 예측 결과를 기존 배관 결과와 비교하여 음향파워가 9.5 dB 감소함을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구에서 제시한 수치방법론은 고압가스 배관의 설계단계에서 뿐만 아니라 기존 시스템에서 발생하는 밸브 유동 소음을 효율적으로 저감할 수 있는 방법 개발에도 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.422-428
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• 2021

본 논문은 지방 중소도시로 도농복합도시 금산군을 대상으로 진행한 스마트시티 사업에서 주민과 공무원을 대상으로 지역내 문제와 스마트서비스 선호도에 대한 설문조사를 실시한 결과를 분석하고 그 경험을 토대로 설문조사 추진 방향을 제시하였다. 본 연구를 진행하는데 금산군의 자연 인문적 환경과 스마트시티와 관련한 지역현황도 함께 조사하였다. 중요한 설문조사 결과는 다음과 같다. 주거환경에 대한 만족도는 응답자의 절반이상이 살기 좋다고 평가하고 있었으며 지역내 문제는 복지부족, 주차부족, 산업인프라(일자리)부족 등의 순서로 꼽았다. 그런데 지역내 문제와는 별도로 스마트서비스를 우선해서 확충해야하는 분야로는 관광레저인프라, 건강의료, 산업인프라(일자리) 순서로 나타났다. 이것은 지역문제를 해결하는 것과 스마트서비스 선호와는 다르게 나타나는 특징이 있다. 설문조사를 진행하는데 있어 방향 제시는 다음과 같다. 설문조사의 실시도구는 군청내 그룹웨어 설문서비스를 사용하고 주민들에게는 1대1설문, 온라인설문조사플랫폼(구글설문지, 서베이몽키 등)을 활용한다. 특히 주민설문은 지역모임을 대상으로 핵심질문으로 압축하고 쉬운 용어를 사용한다. 예비조사에서 관련공무원과 면담을 통해 관련사업, 지역밀착형 설문으로 선별하는 것이 중요하다. 무엇보다 스마트시티사업은 지역문제와 여건을 고려하고 이를 설문조사를 통해 파악한 후 지역문제를 해결하면서 주민의 니즈를 반영해야 한다.

• 한국음향학회지
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• 제41권4호
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• pp.435-445
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• 2022

최근 단상태 소나의 표적탐지에 대한 한계로 인해 양상태 소나의 사용이 늘어나고 있다. 또한 소나 시스템이 고해상도의 성능으로 발전하면서 잔향음의 확률분포가 다양한 형태로 나타나 이에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 본 연구에서는 2020년 7월, 동해 천해환경에서 수행된 양상태 소나의 잔향음을 분석하였다. 잔향음 센서 데이터는 Linear Frequency Modulated(LFM) 음원을 예인하는 연구선과 이로부터 1 km~ 5 km 떨어진 수평 선배열 수신기를 통해 수집되었으며 빔 형성 및 프리엠프 게인(Preamp-gain) 보상과정 등의 신호처리를 거친 후 Geo-plot을 비롯한 다양한 방법으로 분석되었다. 이를 통해 음원에서 산란체를 거쳐 수신기로 반향되는 각도가 잔향음의 분포에 지배적인 영향을 미친다는 점과 빔별로 잔향음 확률분포가 달라진다는 양상태 소나 잔향음의 특징을 확인할 수 있었다. 또한, 모멘트 추정 기법을 통해 샘플로부터 K 분포 및 레일리 분포의 모수 인자를 추정하였으며 Kolmogorov-Smirnov test(K-S test) 기법을 이용하여 유의수준 0.05에서 데이터가 어느 확률분포에 일치하는 지를 분석하였다. 결과적으로 잔향음이 레일리 확률분포를 따른다는 것을 관찰할 수 있었으며 이는 낮은 Reveration to Noise Ratio(RNR)의 영향임을 추정할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제41권1호
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• pp.108-113
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• 2022

소음상황에서의 어음 이해 능력은 효과적인 의사소통을 위한 중요한 기술이다. 이러한 능력을 평가하는 방법으로 Hearing In Noise Test(HINT) 도구가 제안되어 사용되고 있다. 하지만 국내에서 이 유용한 도구가 초기의 기대와 달리 임상에서 적극적으로 활용되지 못하고 있다. 연령이 높아질수록 정상 청력을 가지고 있을지라도 양이에서 들어오는 신호들을 처리하는데 어려움을 겪게 되고, 특히 배경 소음이 있는 상황에서 듣기는 더욱 어려워진다. 하지만, 어음이해에 상당한 문제점을 갖고 있는 노인 인구들을 임상적으로 평가하는 도구들이 많지 않다. 본 연구에서는 이러한 검사법이 근거하고 있는 기전에 있는 인지적 특성과 임상에서의 문제점을 분 석하여 개선점을 제안하고자 한다. 기본 임상 사례로 정상 청력을 가진 20대와 70대의 대표적 HINT점수를 비교하고, 소음이 어떤 조건에서 제시되는가에 따른 문장 인지 특징을 조명하였다. 대상자의 HINT score는 Quiet(Q), Noise Front(NF), Noise Right(NR), Noise Left(NF)조건에서 분석되었다. 여러 임상적 관점에서 유용한 점은 배경 소음이 있을 때 노인의 경우 청년보다 더 많은 신호대잡음비를 필요함을 나타내는 정량적 변수를 보여주고, 양이차폐감소차이(Binaural Masking Level Difference, BMLD)효과도 보여주고 있다는 점이다. 효과적 임상적 적용에는 세부 연령대별 비교 가능한 표준 자료가 극히 부족한 실정이다. 이러한 유용성 확인과 함께 임상 관련 개선점을 제시하였다.

• 한국음향학회지
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• 제41권1호
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• pp.38-44
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• 2022

잡음에 오염된 음성의 명료도와 음질을 향상시키고자 음성 향상을 수행한다. 본 연구에서는 복소값 스펙트럼을 이용한 마스크기반 음성 향상에서 시간 영역 손실함수와 주파수 영역 손실함수에 따른 학습 결과를 비교하였다. 시간 영역의 음성 파형과 주파수 영역의 스펙트럼의 세부정보를 고려해 두 영역의 장점을 활용할 수 있도록 손실함수 조합에 관해 연구를 진행하였다. 시간 영역 손실함수는 Scale Invariant-Source to Noise Ratio(SI-SNR)을 이용해 계산하고, 주파수 영역 손실함수는 복소값 스펙트럼과 크기 스펙트럼을 Mean Squared Error(MSE)로 계산하여 사용하였고, sin 함수를 이용해 위상에 대한 손실함수를 계산하였다. 손실함수 조합은 시간 영역 손실함수인 SI-SNR과 각 주파수 영역 손실함수를 조합하였다. 또한 크기 값과 위상 값을 모두 고려할 수 있도록 SI-SNR과 크기 스펙트럼, 위상에 관련된 손실함수들도 조합하여 실험을 진행하였다. 음성 향상 결과는 Source-to-Distortion Ratio(SDR), Perceptual Evaluation of Speech Quality(PESQ), Short-Time Objective Intelligibility(STOI)를이용해 성능 비교 평가를 진행하였다. 음성 향상 결과를 확인해보기 위해 스펙트럼 상에서 비교를 진행하였다. TIMIT 데이터베이스를 이용한 실험 결과, 시간 영역 또는 주파수 영역 손실함수보다 SI-SNR과 크기 스펙트럼을 조합한 손실함수를 사용하여 음성 향상을 학습했을 때 가장 높은 성능을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제41권1호
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• pp.76-86
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• 2022

보청기와 같은 청력 보장구는 자가 이득 조절을 통한 미세 조절이 가능 할 수 있다. 0.25 kHz ~ 8 kHz 옥타브 주파수 밴드의 대상자 선호 이득 측정을 위해 두 종류의 자가 이득 처방 절차가 개발 되었다. 이들 절차는 일차원 사용자 조절 인터페이스(프로그램된 다이얼)를 이용하여 다차원 변수를 빠르게 획득 할 수 있도록 디자인 되었다. 두 종류의 자가 이득 처방 절차는 사용자 인터페이스가 6개 주파수 밴드의 이득을 동시에 조절 하는지(Procedure A) 혹은 각 주파수 밴드를 개별적으로 조절 하는지(Procedure B) 에 따라 구분 된다. Monte-Carlo 시뮬레이션은 두 종류의 자가 이득 처방 절차에서 첫 20번의 반복된 시도동안 가상의 실제 선호이득값에 빠르게 수렴 할 수 있음을 보여 줬다. 20명의 젊은 정상 청력인을 대상으로 두 종류의 자가이득 처방 절차에 대한 행동 데이터 평가가(실험-재실험에 관한 신뢰도) 이뤄졌다. 선호 이득 측정은 20 min 미만의 시간이 소요 되었다. 최소 일주일 이상 간격을 두고 측정된 두 번의 사용자 선호 이득의 평균 제곱근 편차는 대략 10 dB ~ 15 dB 수준이었다.

• 한국음향학회지
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• 제41권1호
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• pp.58-63
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• 2022

본 연구는 저주파수 순음(264 Hz, 373 Hz, 528 Hz)을 이용하여 Within-/Cross-Channel Gap Detection Thresholds(WC/CC GDTs)를 통해서 피치인식 및 시간적 청각정보처리능력 특성을 알아보기 위해 실험연구를 실시하였다. 정상청력을 갖는 청년층 40명과 장년층 20명을 대상으로 WC/CC GDTs를 측정·비교분석하였다. WC GDTs 결과는 두 그룹 모두 평균적으로 2 ms ~ 4 ms를 갖으며, 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다. CC GDTs는 WC GDTs에 비해 두 그룹 모두 크게 증가하였으며, 특히 장년층의 결과가 청년층 결과에 비해 모두 8배 ~ 10배 증가하여 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. CC GDTs는 선/후행음의 주파수의 차이가 커질수록 모두 증가하는 경향이 나타났으며, 청년층은 증가폭이 일정한 반면 장년층은 증가폭이 둔화되는 경향을 보였다. 또한, 이러한 자료는 기존 음악적 자극에 대한 GDT와는 다른 경향을 나타내었다. 연구 결과는 GDT가 피치인식 메커니즘에 영향을 미칠 수 있으며 청각 신경계의 비선형 반응에 대한 심리음향적 근거자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제41권1호
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• pp.64-69
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• 2022

배경 음악은 소비자에게 전달하고자 하는 목표 메시지와 동시에 제시된다. 이 과정에서 필요한 주요 정보를 일정 시간 유지해야 하고, 이러한 정보의 유지에는 청각 작업기억이 필요하다. 일반적으로 배경음악은 그 제시 시간의 제약을 받는다. 이때 배경음악의 시간적 압축이 가능하지만 이 시간적 압축이 작업기억과 구매 의사 결정과정에 미치는 영향에 대해 구체적인 내용이 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 이 배경음악의 압축 비율의 변화가 청각 작업기억과 구매 의사결정 과정에 미치는 영향을 분석하고자 했다. 대상은 정상 청각 기능이 확인된 이십대 초반 동질 집단 남녀 37명으로 하였다. 이 집단의 구매성향을 다차원 분석으로 분석하여 고관여도와 저관여도 제품을 선정하였다. 자극 제시 조건은 배경 음악이 없는 조건, 무압축 조건, 저압축 조건, 고압축 조건 으로 구분하였다. 구매에 필요한 청각정보를 전산 합성하여 배경음악과 관련된 4가지 조건에서 무작위로 제시했다. 이 반응 결과를 반복측정분산으로 분석하여 유의수준 0.05에서 판단했다. 결과에서 여러 배경음악 조건에서 청각 작업기억의 가용 총량은 변화가 없었지만, 고관여도인 경우에 저관여도 제품보다 청각 작업기억 자원을 더 사용한 것이 확인되었다. 그러나 이것이 항상 상응하는 최종 구매의사 변화로 연결되지는 않았다. 이러한 분석은 구매의사 결정과정에서 배경음악의 압축이나 청각 작업기억의 역할을 살펴보는 유용한 접근법으로 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제41권5호
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• pp.492-499
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• 2022

본 연구에서는 진동 신호의 차원 감소가 선박 엔진의 고장진단에 미치는 영향을 실험적으로 분석한 결과를 제시한다. 주성분 분석을 이용하여 513차원의 진동 신호를 1 ~ 15차원의 저차원 신호로 변환하여 차원 변화에 따른 고장진단 정확도의 변화를 관찰하였다. 실제 규모의 선박용 발전기 디젤 엔진에서 측정된 진동 신호를 사용하고, integrated gradients와 feature permutation 기법의 두 가지 변수 중요도 분석 알고리즘을 사용하여 차원 축소 신호의 기여도를 정량적으로 평가하였다. 실험 데이터 분석 결과, 사용하는 차원의 수가 증가할수록 결함 진단의 정확도가 향상되는 것으로 나타났다. 차원이 10 이상에 다다르면 거의 모든 고장상태가 정확하게 분류되었으며, 이는 고장진단 정확도를 저하시키지 않으면서도 진동 신호의 차원수를 크게 줄일 수 있음을 보여준다. 변수 중요도 분석에서도 차원 축소 주성분이 기존 통계적 특성보다 더 높은 기여도를 보였으며, 차원 축소된 진동 스펙트럼이 고장진단에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제41권5호
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• pp.545-556
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• 2022

본 연구에서는 음악의 화성적 요소가 이명을 억제하는 효과에 대한 선행적인 기초 실험을 수행했다. 정상 청력을 가진 25명의 성인을 대상으로, 이명 소리와 함께 화성부와 선율부로 구성된 Brandenburg concerto no. 3, G Major(J S Bach)를 3가지 형태(1. 원곡, 2. 선율부, 3. 화성부)로 들려주며 이명의 거슬림을 평가하도록 했다. 실험 결과, 이명 소리만 청취할 때에 비해 음악을 함께 청취할 경우 모든 3가지 곡에 대해 이명의 거슬림이 유의하게 감소했다(p < 0.019).이명 억제 효과는 화성이 포함된 원곡 및 화성부로만 이루어진 곡에서 화성을 제외한 곡(=선율부) 보다 크게 나타났다(p < 0.012). 이명 억제 효과는 화성부로만 되어있는 곡보다 화성부를 포함하는 원곡에서 약간 좋으나, 통계적인 유의성은 없는 것으로 나타났다(p = 0.189). 본 연구는 이명을 억제하는 음악에서 화성적 요소가 선율적인 요소보다 더 중요한 역할을 한다는 실험 결과를 제시하고 있으며, 향후 이명 환자를 통한 검증과 임상적인 활용을 위한 후속 연구가 제안된다.