• 제목/요약/키워드: Acoustic filter(음향 필터)

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신경망 구조의 적응 Wiener 필터를 이용한 비선형 잡음감쇠기 (Nonlinear Noise Attenuator by Adaptive Wiener Filter with Neural Network)

  • 이행우
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.71-76
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    • 2023
  • 본 논문은 음향잡음감쇠기에서 신경망 구조의 Wiener 필터를 이용하여 비선형 잡음을 감쇠시키는 방법에 대하여 연구하였다. 이 시스템은 기존의 적응필터를 이용하는 대신 신경망 위너필터를 이용한 심층학습 알고리즘으로 비선형 잡음감쇠 성능을 개선한다. 128-neuron, 8-neuron 은닉층과 오차 역전파(back propagation) 알고리즘을 이용하여 비선형 잡음이 포함된 단일입력 음성신호로부터 음성을 추정한다. 본 연구에서 비선형 잡음에 대한 감쇠 성능을 검증하기 위하여 Keras 라이브러리를 사용한 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과, 본 시스템은 비선형 잡음이 포함되어 있는 경우에도 위너필터 대신 FNN 필터를 사용하면 잡음감쇠 성능이 상당히 개선되는 것을 볼 수 있다. 이는 FNN 필터의 복잡한 구조가 어떤 형태의 비선형 특성도 잘 표현하기 때문이다.

$LiNbO_3$ 음향광학효과형 가변파장 광 필터의 다채널 특성에 부 모드가 미치는 영향에 관한 연구 (A Study of the Effect of Sidelobes on Multichannel Operation Characteristics of $LiNbO_3$ Acousto-Optical Tunable Wavelength Filters)

  • 김정희;정홍식
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.154-155
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    • 2001
  • 파장가변 광 필터는 WDM 광전송 시스템에 필요로 하는 핵심 부품중의 하나이다. 특히 LiNbO$_3$의 음향광학효과를 이용하는 AOTF(Acousto-Optic Tunable Filter)는 150nm 이상의 파장 가변 범위, 1.5nm 이하의 파장 통과대역폭, 수 $\mu\textrm{s}$ 정도의 비교적 빠른 스위칭 속도, 그리고 여러 파장 채널을 동시에 선택할 수 있는 장점들을 보유하고 있음에도 불구하고 표면 음향파(SAW: SurFace Acoustic Wave) 구동에 필요한 RF 파워와 부 모드(sidelobe)가 비교적 크다는 단점 때문에 실용화에 많은 제약을 받아왔다. (중략)

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요성을 중심으로 한 피리의 음색 변화 분석 및 필터 디자인 (Timbral Analysis of the Piri Sound and Designing an Audio Filter for Yoseong Expression)

  • 남상봉;이선진;이강성;이돈응
    • 한국HCI학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.5-11
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    • 2015
  • 요성은 음을 떨어서 내는 소리로 국악기 피리의 중요한 연주 표현 기법 중 하나이다. 본 연구에서는 이러한 피리의 요성 시에 나타나는 음색 특징을 분석하고 이를 반영하는 필터를 제시하였다. 이를 위하여 우선 피리의 구조에서 발생하는 음향 특성을 비숫한 구조의 서양악기와 비교하였으며, 그 결과를 바탕으로 요성 시에 발생하는 음색 변화를 집중적으로 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 피리의 평소리를 요성소리로 변화시킬 수 있는 필터를 제시하였다.

주변 노이즈에 강건한 Stepsize 예측기를 갖는 음향 반향 제거기 (A Robust Acoustic Echo Canceler with Stepsize Predictor for Environment Noise)

  • 이세원;강희훈;이원석
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제39권2호
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    • pp.44-50
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    • 2002
  • ES(Exponentially weighted Stepsize) 알고리즘을 이용한 기존의 음향 반향 제거기는 동작 구조가 간단하고, NLMS 알고리즘에 비해 빠른 수렴 속도를 갖지만, 외부 잡음에 약하다. 그 이유는 ES 알고리즘은 특정 음향학적 조건에서 결정된 공간 임펄스 응답의 평균 에너지 감쇄율을 이용해 필터의 탭을 업데이트하기 때문이다. 본 논문에서는 Stepsize 생성기와 선택기를 추가한 새로운 구조의 음향 반향 제거기를 제안하였다. 제안된 Stepsize 생성기와 선택기는 외부 노이즈에 대한 기존의 음향 반향 제거기의 단점을 개선하여, 음향 반향 제거 시스템의 강건함을 향상시켜준다. Stepsize 생성기는 이동 평균기를 이용하여 별도의 Stepsize 값을 생성한다. 이 때 생성된 Stepsize 값은 잔여 에러양의 에너지 값에 상수 ${\gamma}$를 곱해준 결과이다. Stepsize 선택기는 계수 선택 요소${\Delta}_{differ}$를 이용해 음향 반향 제거기가 좀 더 향상된 성능을 갖을 수 있는 Stepsize 값을 선택한다. 본 논문의 시뮬레이션 결과는 외부 노이즈의 SNR에 관계없이 제안된 알고리즘은 잔여 에러양을 5[dB]에서 10[dB]정도 저하시켰고, 조절 오차의 양도 크게 개선되었음을 보여준다.

비정수배 과표본화를 위한 폴리페이즈 구조 (Polyphase Structure for Fractional Ratio Oversampling)

  • 이혁재;박영철;윤대희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권6B호
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    • pp.1106-1113
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    • 2000
  • 본 논문에서는 비정수배 과표본화(fractional ratio oversampling) 구조를 위한 DFT 기반의 폴리페이즈 필터뱅크를 제안하였다. 비정수배 과표본화는 임계표본화(critical sampling)보다 적은 에일리어징을 가지며 동시에 정수배과표본화(integer ratio oversampling)보다 적은 계산량을 갖는다. 또한 비정수배 과표본화의 에일리어징 감소효과로 인해 필터뱅크 설계에 자유도가 높아진다. 제안된 비정수배 과표본화 폴리페이즈 구조를 서브밴드 적응필터에 응용하여 긴 적응필터를 필요로 하는 음향반향 제거 실험을 수행하였다. 반향제거 실험결과 비정수배 과표본화는 정수배 과표본화보다 적은 계산량으로 유사한 성능을 보였다.

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적응 정합장처리에서 도파관 공간간섭 필터링 (Waveguide Spatial Interference Filtering in Adaptive Matched Field Processing)

  • 김재수;김성일;신기철;김영규;박정수
    • 한국음향학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.288-295
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    • 2004
  • 천해는 속도가 빠르고 강한 간섭표적으로 인하여 신호단편 (snapshot) 수가 제한되어 인접한 느리고 약한 표적을 탐지하기 어려운 환경이다. 천해환경에서 적응정합장처리에 적용하여 고소음의 간섭표적의 효과를 줄일 수 있는 도파관 공간의 간섭표적 필터링 기법을 제안하였다. 이를 위하여 NDC (null direction constraint)를 적용한 MCM (multiple constraint method) 기법을 새로운 공간간섭 필터로 제안하였다. NDC는 복제음장을 이용하여 CSDM (cross-spectral density matrix)에 포함되어있는 강한 소음원 성분을 강제적으로 걸러줌으로서, 부엽 준위가 낮아지고 저소음표적 신호의 이득을 복원시킨다. 이 기법을 Pekeris 도파관에서의 시뮬레이션 및 동해에서 수행한 정합장처리 실험인 HAPLE03 (matched acoustic properties and localization experiment)의 수직선배열 자료에 적용하였으며, 그 결과 인접한 저소음 표적의 SBNR (signal-to-background-and-noise ratio)이 MVDR (minimum variance distortionless response)과 NSP (null space projection) 보다 향상되었다.

축소격자필터 구조를 사용한 음향반향제거기 (An Acoustic Echo Canceller By Using the Reduced Lattice Filter Structure)

  • 유재하;조성호;윤대희;차일환
    • 전자공학회논문지B
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    • 제32B권11호
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    • pp.1473-1480
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    • 1995
  • When the LMS algorithm is employed in the transversal filter structure, the computational complexity can be kept reasonably low. However, if the impulse response to be estimated is very long or signals involved are highly correlated like a speech the convergence speed becomes slow. The lattice filter is an excellent alternative to improve convergence speed since the lattice structure inherently has the orthogonal property among the backward prediction errors, but at the expense of the excessive computational load. If the input signal to be used can be sufficiently well modeled as a .RHO.-th order autoregressive(AR) process, the reflection coefficients after the .RHO.- th stage will be close to zero. Then, instead of employing the full lattice structure, the joint lattice filter structure can be implemented in conjunction with the transversal filter structure after the .RHO.-th stage. We propose, in this paper, this new lattice/transversal joint structure, and we will call it the reduced lattice filter. Using the reduced lattice filter, we are now able to achieve the performance as good as that of the lattice filter, while maintaining the complexity as low as that of the transversal filter. The proposed filter is particularly useful for an acoustic echo canceller due to the highly correlatedness nature of speeches and the long and frequently changing echo paths.

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주파수 변조 기법을 이용하여 음향공명 현상을 제거한 1[kW] 메탈 핼라이드 램프용 전자식 안정기 개발 (A Study on Electronic Ballast for 1[kW] Metal-Halide Lamp Developed by Eliminating Acoustic Resonance using Frequency Modulation Method)

  • 박종연;이봉진
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.10-18
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    • 2008
  • 본 논문은 주파수 변조 기법을 도입하여 메탈 핼라이드 램프의 음향공명 현상을 제거한 수동 PFC 구조의 전자식 안정기를 설계 및 구현하였다. 제안하는 안정기는 EMI 필터, 수동 PFC 회로, 풀 브리지 인버터 및 LC 공진 타입의 점화기, 그리고 음향공명 현상을 제거하기 위한 회로로 구성되었다. 주파수 변조 기법의 도입으로 단일 주파수 구동시 문제점이였던 램프의 수명 경과에 따른 음향공명 대역이 변화와 동일한 크기의 방전관이라도 램프 제조 사마다 아크 튜브 내부에 봉입되는 물질과 압력차에 의한 음향공명 대역의 차이를 해결하였다. 개발된 prototype 1[kW] 메탈 핼라이드 램프용 전자식 안정기의 광변환 효율, 입력 PF, 입력 전류의 THD, 그리고 전력 변환 효율을 측정함으로써 성능을 입증하였다.

수동형 시역전에 기반한 수중음향통신 알고리즘 및 실험적 검증 (Algorithm and Experimental Verification of Underwater Acoustic Communication Based on Passive Time-Reversal Mirror)

  • 엄민정;김재수;조정홍;김회용;성일
    • 한국음향학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.392-399
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    • 2014
  • 수중음향통신에서는 다중경로에 의한 지연확산 채널과 조류로 인한 자연적 유동 혹은 인위적인 플랫폼 이동 등으로 도플러 확산 채널이 발생한다. 이로 인하여 발생하는 인접 심볼 간 간섭을 제거하기 위하여 등화기가 사용되고 있으나 다중 경로 등의 음향 환경정보를 사용하고 있지 않다. 반면 수동형 시역전의 경우 한 방향 전파과정으로 산출한 채널응답특성의 수치적 정합필터를 통하여 자기 등화를 수행하게 되므로 등화기보다 비교적 단순한 알고리즘으로 간섭을 제거하는 특성을 갖는다. 본 논문에서는 2010년 동해에서 수행한 통신 실험의 실측 데이터에 수동형 시역전을 적용하여 다중경로로 인한 간섭을 제거하고, 통신성능이 향상됨을 보이고자 한다. 이를 검증하기 위하여 수동형 시역전의 적용 전/후의 신호 대 간섭 잡음비를 비교하고 분석한다. 또한 수동형 시역전과 적응형 등화기의 알고리즘을 각각 독립적으로 수행하여 비트오류율을 산출하고 이를 비교하여 수동형 시역전의 통신성능을 검증한다.

평판에서 방사되는 소음의 능동구조소음제어를 위한 변환기의 위치결정 (The Determination of Transducer Locations for Active Structural Acoustic Control of the Radiated Sound from Vibrating Plate)

  • 김흥섭;홍진석;이충휘;오재응
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제12권9호
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    • pp.694-701
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    • 2002
  • In this paper, through the study on locations of structural transducers for active control of the radiated sound from the vibrating plate, the active structural acoustic control (ASAC) system is proposed. And, for the evaluation of the proposed location, the experiment of the active structural acoustic control is implemented using the multi-channel filtered-x LMS algorithm and an additional filter (Acoustic Prediction Filter) to estimate the radiated sound using the acceleration signals of the plate. The structural transducers are piezoceramic actuator (PZT) and accelerometer. PZT is used as an actuator to reduce the vibration and the radiated sound. To maximize the control performance, each PZT actuator is located at the position that has the largest control sensitivity of the plate bending moment in the direction of x and y coordinates and the optimal PZT location is validated experimentally. Also, to find the acoustic prediction filter accurately, two accelerometers are located at the positions that have the largest radiation efficiencies of the plate, and the proposed locations are validated by simulation using the Rayleigh integral. The multi-channel filtered-x LMS algorithm is introduced to control a complex 2-D structural vibration mode. Finding the locations of structural transducers for active structural acoustic control of the radiated sound, the active structural acoustic control (ASAC) system can be presented and validated by experiments using a real time control system.