• 제목/요약/키워드: Acoustic Signal Analysis

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제주 서남부해역에서 내부파에 의한 소나 탐지확률 변화 (Variation of probability of sonar detection by internal waves in the South Western Sea of Jeju Island)

  • 안상겸;박중용;추영민;성우제
    • 한국음향학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.31-38
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    • 2018
  • 2015년 5월 제주 서남부 해역에서 실시된 SAVEX15(Shallow Water Acoustic Variability EXperiment 2015) 데이터를 기반으로 내부파가 소나의 예상탐지확률(Predictive Probability of Detection, PPD)에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 제주 서남부 해역은 내부파, 수중음파채널 등으로 인하여 복잡한 해수 유동이 존재하는 해역이다. 본 논문에서는 확률적인 접근 방법을 통하여 소나의 성능을 예측하였다. SAVEX15 데이터 중 11 kHz ~ 31 kHz 대역대의 LFM(Linear Frequency Modulation), MLS(Maximum Length Sequence) 신호를 데이터 처리 하여 음원과 수신기가 약 2.8 km 떨어진 지점에서의 전달손실(Transmission Loss, TL)과 소음준위(Noise Level, NL) 값을 산출하였다. TL과 NL의 확률밀도함수(Probability Density Function, PDF)를 합성곱하여 신호이득에 대한 확률밀도 함수를 구하고 음원과 수신기의 수심에 따른 예상탐지확률을 산출하였다. 솔리톤 패킷과 내부조석 등의 내부파가 존재할 때 시간에 따른 예상탐지확률의 변화를 분석한 결과 각각 다른 양상으로 예상탐지확률 값에 영향을 주는 것을 확인하였다.

수중음향통신에서 BCJR 기반의 터보 등화기 실험 성능 분석 (Experimental Performance Analysis of BCJR-Based Turbo Equalizer in Underwater Acoustic Communication)

  • 안태석;정지원
    • 한국항해항만학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.293-297
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    • 2015
  • 수중 음향 통신은 과거 군사적 목적을 위해 제한적으로 사용되어졌으나, 수중 탐지, 운동체 추적, 잠수함, 부이를 이용한 해양의 날씨 변화 등 해양에서의 통신에 대한 연구가 활발히 이루어지며 활용 분야가 확대되고 있는 추세이다. 수중음향통신은 다중경로로 인한 신호간의 간섭으로 성능 및 전송율이 열약한 실정이다. 따라서 다중 경로 전달 환경인 수중음향통신에서 원활한 통신과 함께 수신 신호의 성능을 향상시키기 위하여 낮은 SNR에서도 우수한 성능을 보이는 채널 부호화 기법에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 데이터 길이의 가변성이 좋은 BCJR기반 (2,1,7) 컨볼루션 부호를 적용하였으며, 다중 경로 전달로 인해 왜곡된 데이터를 보상하기 위해 결정 궤환 등화기가 결합된 터보 등화기 구조를 적용하였다. 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 BCJR 기반의 터보 등화 구조가 다른 비터비 복호방식의 경판정, 연판정 기법에 비해 성능이 우수함을 검증하였다. 이러한 BCJR 복호의 성능은 반복횟수는 평균 1회에서 3회 정도에 오류가 정정되고, 복호기 입력단의 오류율이 $10^{-1}$ 이하이면 모두 복호가 가능함을 볼 수 있으며, 16번의 수중통신 실험은 약 83%의 성공률을 획득하였다.

다차원 해석법을 이용한 자동차 공조시스템의 기여도분석 (Coherent Analysis of vehicle HVAC Using the MDSA Method)

  • 오재응;황동건;아미누딘;이정윤;김성수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권8호
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    • pp.143-150
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    • 2005
  • To verify applicability of multi-dimensional spectral analysis (MDSA) fur noise source identification two different approaches which are frequency response and coherent function have been investigated. The coherence function approach appears able to separate the correlated system when the noise sources were coherent. In this study, we identify contribution of structure-borne-noise of vehicle HVAC system using MDSA method. Firstly, to identify the applicability of MDSA method, 4-inputs of vehicle HVAC system were the signals measured by accelerometers attached on the selected noise sources which were composed of blower, evaporator, heater and duct. While 1-output which was driver's position sound was the SPL signals measured by a remote microphone, when the blower motor was operating. We identify efficiency of systems modeled with four Inputs/single output through ordinary coherence function (OCF) and partial coherence function (PCF). As a result of experiment, the blower accounted for $62-88\%$ of the overall level of sound energy density. Also, according to the analysis of acoustic signal and vibration signals measurement, an investigation of the noise source identification in the vehicle HVAC is presented. With the sound intensity method, the major sources of the vehicle HVAC radiation are verified. Also the method of improving the noise reduction is proposed by attaching damping patch access to blower motor and noise reduction is verified.

여성 뉴스 앵커의 발성 특성 분석 (The Characteristics of the Vocalization of the Female News Anchors)

  • 견두헌;배명진
    • 한국음향학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.390-395
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    • 2011
  • 본 논문은 각 방송사의 메인 뉴스인 평일 저녁뉴스의 여성 앵커 음성 분석을 통하여 공통적인 음성 요소와 각 방송국별 상대적인 음성 및 음향에는 어떠한 차이가 있는지 연구하였다. 전반적인 음성 특성을 알아보기 위해 6가지 요소를 분석한 결과, 각 방송국별 아나운서는 발화속도를 제외하면 모든 영역에서 뚜렷한 음성 및 발성 특징을 가지고 있었으며 음향시스템적인 차이도 발견 되었다. 주요 분석 요소는 기본 피치 외에 제1포만트와 피치비율에 따른 음색과 피치대역폭을 통한 정감도 요소, 피치대역폭내의 평균피치위치를 통한 문장 끝맺음 양상, 평균 발화속도, 주파수 대역별 에너지 분포를 통한 음향적인 음색 분석이다. 분석된 수치 및 결과는 국내 여성 앵커의 발성 특징의 기준으로 참고 및 활용될 수 있다.

교실에서 신호대잡음비 변이가 한국어 음성명료도에 미치는 영향 (Influence of SNR difference on the Korean speech intelligibility in classrooms)

  • 박찬재;조성민;한찬훈
    • 한국음향학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.651-660
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    • 2019
  • 본 연구는 소음 환경에서 화자의 음성 레벨이 어느 정도일 때 한국어에 대한 청자의 음성명료도 변화를 파악하고자 시행되었다. 이를 위해 잔향시간이 다른 교실 환경을 모형화하여 가청화시재를 제작한 후 피실험자 27명을 대상으로 청감실험을 실시해 음성명료도를 평가하였다. 음성명료도에 대한 평가는 한국어 음성명료도 평가법 중 음절법과 단어법을 이용하였으며 잔향시간과 신호대잡음비를 5dB씩 변화시키면서 정답률의 변화를 관찰하였다. 실험결과 음절법의 경우 신호대잡음비가 커질수록 이에 비례해 음성명료도 평가점수 또한 높아짐을 알 수 있었다. 단어법의 경우 잔향시간이 1.5 s인 경우에는 음성명료도 평가점수가 신호대잡음비와 비례적인 관계를 보이지만, 잔향시간이 0.8 s로 짧은 상황에서는 비례관계를 찾을 수 없었다. 이원변량분석 결과 한국어 음성명료도 평가법 중 음절법과 단어법에 공통적으로 유의한 영향 인자는 신호대잡음비라는 것으로 확인되었다. 따라서, 한국어 교실의 적정 잔향시간 기준인 0.8s 이하를 만족하는 경우 소음에 따른 영향을 제어할 수 있으나, 잔향시간이 기준보다 긴 경우에는 신호대잡음비가 커야만 높은 음성명료도를 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

스피커의 주관적 청음 평가치와 라우드니스 측정치 간의 상관 관계 (On the Correlation between Subjective Test and Loudness Measurement of the Loudspeaker)

  • 신성환;이정권;정혁;유동구
    • 한국음향학회지
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    • 제19권7호
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    • pp.66-76
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    • 2000
  • 스피커의 음질에 대한 재생 성능을 판단하기 위하여 개발 및 최종 평가 단계에서 수행되는 청음실험은 시간과 경제적 문제뿐만 아니라, 평가자의 평가 능력에 따른 재현성 및 신뢰성에 많은 문제를 나타낸다. 이와 같은 이유로 스피커의 성능은 주관적 평가치 뿐만 아니라 객관적인 지표로서도 나타내는 시도가 함께 이루어져야 한다. 이를 위한 시도의 하나로서, 본 연구에서는 청음실험 및 통계 처리를 실행하여 얻은 주관적 평가 결과와 스피커 재생음에 대한 음질인자 해석을 통하여 얻은 객관적 측정 사이의 관계를 밝히고자 한다. 청음실험 결과는 분산분석법 및 Tukey의 방법을 이용한 네 단계의 통계 처리를 통하여 주관적 평가 결과를 얻고, 객관적 평가를 위해서는 라우드니스 측정을 기본으로 한 충실도 평가치 (Fidelity Rating)와 부드러움 평가치 (Softness Rating)를 제안한 후, 두 평가 결과의 상관도를 계산함으로써 타당성을 검증하였다. 본 연구에서의 방법론을 이용하면, 개발품 및 완성품의 스피커 음질 평가에 있어서, 시간이 많이 들고 비싼 주관 평가 작업이 없이도 통계적으로 안정되게 예측 평가할 수 있다고 본다.

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주파수에 따른 감쇠계수 변화량을 이용한 해저 퇴적물 특징 추출 알고리즘 (Seabed Sediment Feature Extraction Algorithm using Attenuation Coefficient Variation According to Frequency)

  • 이기배;김주호;이종현;배진호;이재일;조정홍
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권1호
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    • pp.111-120
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    • 2017
  • 본 논문에서는 해저 퇴적물 분류를 위한 특징 추출 기법을 제안하고 검증한다. 기존 연구에서는 주파수의 영향이 없는 반사계수를 이용하여 퇴적물을 분류해 왔다. 그러나 해저 퇴적물의 음향 감쇠계수는 주파수의 함수이며 퇴적 성분에 따라 서로 다른 특성을 나타낸다. 따라서 주파수에 따른 감쇠계수 변화량을 이용하여 특징벡터를 생성하였다. 감쇠계수 변화량은 Chirp 신호에 의해 생성된 두 번째 층 반사신호를 이용하여 추정한다. Chirp 신호의 다중대역 특징이 다차원 벡터를 형성하기 때문에 기존의 방법에 비해 우수한 특성을 갖는다. 반사계수에 의한 분류 성능과 비교하기 위해 선형 판별 분석법 (LDA, Linear Discriminant Analysis)를 이용하여 차원을 축소하였다. Biot 모델을 이용하여 모의실험 환경을 구축하고 Fisher score와 MLD(Maximum Likelihood Decision)를 기반의 분류 정확도를 이용해 제안된 특징을 평가하였다. 그 결과, 제안된 특징은 반사계수에 비해 높은 변별력을 보이며, 측정 및 깊이 추정오차에도 강인한 특성을 보였다.

Side Scan Sonar 탐사자료의 영상처리와 해저면 Backscattering 음향특성 (Digital Processing and Acoustic Backscattering Characteristics on the Seafloor Image by Side Scan Sonar)

  • 김성렬;유홍룡
    • 한국해양학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.143-152
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    • 1987
  • SMS 960(Seafloor Mapping System) Side Scan Sonar에 자기테이프기록계 (Kennedy 900)를 연결하여 해저면 탐사자료를 수치적으로 처리할 수 있는 시스템을 개발, 이를 제주도 성산포 근해에서 시험적으로 적용하여 그 결과를 검토 하였다. 처리시스템은 주로 VAX 11/780 (4MB)를 사용하여 FORTRAN-77로 작성 되었으며 자료의 변환, 보정, 수치분석 및 도면제작 (cartography)을 주요기능으로 가지고 있다. SMS960에 의해 얻어진 수치자료는 특수한 형태를 가지고 있으므로 독자적으로 제작한 자료선별 계수기(Data Selecting Counter와 개인용 컴퓨터 personar computer을 사용하여 주처리 전산시스템에서 처리할 수 있도록 그 형태를 변환시켰으며, 경사거리(slant range)의 보정과 자료의 질적 개선을 위한 전처리 과 정을 거친 다음, 색상표현 으로 해저면 영상도면을 제작하였다. 후방산란 (backscattering) 음파자료를 통계처리하여 4가지 색상으로 제작된 영상도면을, 해저 퇴적물의 물성분포도와 비교해 본 결과 주로 평균입도와 분급도에 잘 대비되었다. 따라서 Side Scan Sonar에 의한 해저면 후 방상란 음향특성을 적절히 분석하므로 써 해저퇴적물의 퇴적상분포연구에 상당한 응용 효과가 있을 것으로 판단된다.

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수박 내부결함판정을 위한 휴대형 압전형 장갑 센서시스템 (Portable Piezoelectric Film-based Glove Sensor System for Detecting Internal Defects of Watermelon)

  • 최동수;이영희;최승렬;김학진;박종민
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제33권1호
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    • pp.30-37
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    • 2008
  • Dynamic excitation and response analysis is an acceptable method to determine some of physical properties of agricultural product for quality evaluation. There is a difference in the internal viscoelasticity between sound and defective fruits due to the difference of geometric structures, thereby showing different vibration characteristics. This study was carried out to develop a portable piezoelectric film-based glove sensor system that can separate internally damaged watermelons from sound ones using an acoustic impulse response technique. Two piezoelectric sensors based on polyvinylidene fluoride (PVDF) films to measure an impact force and vibration response were separately mounted on each glove. Various signal parameters including number of peaks, energy ratio, standard deviation of peak to peak distance, zero-crossing rate, and integral value of peaks were examined to develop a regression-estimated model. When using SMLR (Stepwise Multiple Linear Regression) analysis in SAS, three parameters, i.e., zeros value, number of peaks, and standard deviation of peaks were selected as usable factors with a coefficient of determination ($r^2$) of 0.92 and a standard error of calibration (SEC) of 0.15. In the validation tests using twenty watermelon samples (sound 9, defective 11), the developed model provided good capability showing a classification accuracy of 95%.

웨이브릿 변환 및 M-채널 서브밴드 QMF 필터뱅크를 이용한 적응 능동잡음제거 모델 (An Adaptive Active Noise Cancelling Model Using Wavelet Transform and M-channel Subband QMF Filter Banks)

  • 허영대;권기룡;문광석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권1B호
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    • pp.89-98
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    • 2000
  • 본 논문에서는 적응필터를 기반으로 한 웨이브릿 변환 및 서브밴드 필터뱅크를 사용한 능동잡음제거의 모델을 제안한다. 분해 필터뱅크는 입력 및 오차신호를 저주파 및 고주파영역의 QMF 필터뱅크로 분해하며, 각 필터뱅크 에는 dyadic tree 구조를 갖는 웨이브릿 필터를 사용한다. 분해된 입력 및 오차신호는 filtered-X LMS 알고리듬를 사용하여 각 서브밴드의 적응 필터계수를 새롭게 갱신시킨다. 합성 필터뱅크는 그리고 각 서브밴드의 적응필터 출력신호를 합성한 후 완전복원이 되는 광대역의 출력신호를 만든다. 분해 및 합성 필터뱅크는 완전복원을 위하여 공액직교필터를 사용한다. 또한 오차경로의 전달특성을 온라인 추정하기 위한 지연 LMS 알고리듬 모델은 이득과 시간지연인자만을 사용한다. 따라서 제안한 적응 능동잡음제거 모델은 웨이브릿 서브밴드 필터뱅크를 사용하여 계산량과 수렴속도에 유리한 시스템이 되도록 제시한다.

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