• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.811-816
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• 2019

본 논문에서는 잡음이 포함된 4채널의 음원신호를 주파수 대역의 독립벡터분석 알고리즘에 의하여 깨끗한 음성신호와 혼합잡음신호를 분리하는 기법을 먼저 제안한다. 제안한 독립벡터분석 알고리즘에 의하여 분리된 음원신호를 주파수대역 지연합 빔형성기로부터 출력되는 신호와 독립벡터분석으로부터 분리된 출력신호 간의 상호 상관성을 이용하여 향상된 출력음성신호를 구한다. 본 실험에서는 백색잡음이 포함된 0dB, -5dB의 SNR의 입력 혼합잡음음성에 대하여, 본 논문에서 제안하고 있는 알고리즘이 주파수대역 지연합 빔형성기 알고리즘만을 사용하였을 때 보다 최대 10.90dB의 SNR 및 10.02dB의 Segmental SNR이 개선되었음을 확인하였다. 따라서 본 논문의 알고리즘 기법이 주파수대역 지연합 빔형성기와 비교하여 음성품질이 향상된 것을 실험 및 고찰을 통하여 확인할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.712-712
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• 2014

본 논문에서는 지연-가중-합 빔형성 방법이 적용된 지향성 헤드폰의 마이크로폰 배치 설계를 설명한다. 마이크로폰의 갯수, 마이크로폰 간의 간격 등이 헤드폰 지향성에 영향을 미치는 설계 변수가 된다. 본 논문에서는 현실성을 고려하여 4개 이하의 마이크로폰을 포함한 10cm 길이의 배열을 타겟으로 한다. 전방으로부터의 소리를 증폭하고 후방으로부터의 소리를 감쇠하여, 전-후방 음압차를 최대화하는 것을 목표로 하였다. 구형 머리전달 함수를 이용한 시뮬레이션을 통해 최적의 마이크로폰 배치를 결정하였다. 설계된 헤드폰은 3개의 마이크로폰을 이용하여 300~3000Hz의 주파수 대역에서 평균 34.6dB의 전-후방 음압차를 보였다. 이 결과는 선행 연구에서 수행된 지연-합 빔형성 방법을 이용한 결과에 비해 8.8dB 뛰어난 성능이다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제42권4호
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• pp.111-118
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• 2005

본 논문에서는 진폭 변조 기법을 이용하여 빔포머의 저주파 대역 특성을 개선함으로써 전체적인 잡음 제거 성능을 향상하고자 한다. 일차원 등간격 선형 마이크로폰 어레이를 사용하여 잡음 제거를 할 때, 협대역의 잡음 신호에 대해서는 delay-and-sum 빔포밍으로도 적절한 빔폭을 갖는 빔패턴이 형성되므로 효과적으로 잡음을 제거할 수 있다. 그러나 광대역 잡음 신호에서는 aliasing을 피하기 위해 고주파 신호에 맞게 마이크로폰들을 등간격으로 조정하면 저주파로 갈수록 빔폭이 털어져서 저주파 대역의 잡음은 잘 제거되지 않는다. 광대역 신호에 대해 일정한 빔폭을 갖게 하는 방법들로서 서브 어레이들을 이용한 빔포밍[1][2][3][4] 이나 멀티 빔포밍[5] 등이 제안되어 왔다. 하지만, 이러한 방법들은 주파수에 따라 마이크로폰 간격을다르게 해야 한다는 원리를 기반으로 하는 것이므로 저주파 대역에서도 고주파 대역에서와 같은 좁은 빔폭을 얻기 위해서는 어레이의 크기가 커져야 하는 단점이 있다. 제안하는 알고리즘은 통신에서 주로 사용하는 진폭 변조 기법을 빔포밍에 이용한 것으로서 저주파 대역 신호를 고주파 대역으로 옮김으로써 작은 크기의 마이크로폰 어레이에서도 저주파 대역 잡음을 줄일 수 있는 장점이 있다. 등간격 선형 마이크로폰 어레이에 제안된 방법을 적용한 실험 결과에서 기존의 방법들에 비해 잡음의 저주파 성분이 잘 제거됨을 알 수 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.765-767
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• 2011

• 한국음향학회지
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• 제38권4호
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• pp.450-458
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• 2019

기포군이 파열하면서 발생하는 초음파를 관찰하기 위하여 수동 공동 영상법을 이용한다. 수동 공동 영상은 낮은 해상도와 큰 부엽이 문제이다. 수동 공동에서 발생하는 초음파 신호는 펄스 형태를 가지므로, 수신 어레이에 수신된 신호는 입사 방향에 따라서 트랜스듀서 배열 소자에 나타나는 신호의 크기 분포가 달라진다. 영상점에서 수신된 채널 데이터 신호의 크기 분포로부터 주엽과 부엽 신호의 유무를 판단하고 부엽을 줄이기 위하여 무게중심과 평탄도를 계산하여 영상점에서 가중값을 정의하였다. 무게중심은 수신 채널에서 신호의 분포가 집중된 위치를 수치화하며 평탄도는 채널 신호의 분산을 측정한다. 지연 후 더해주는 집속 방식과 최소 분산 빔포밍을 사용하여 구현된 수동 공동 영상에서 무게중심과 평탄도를 이용한 가중값을 적용하여 영상의 화질 개선에 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험에서 지연 후 더해주는 방법과 최소 분산 빔포밍 방법에 가중값을 적용하여 영상에서 부엽이 줄어듦을 확인하였다. 고출력 초음파를 이용한 수조 실험에서도 부엽이 나타나는 영역이 줄어들어 수동 공동의 변별력이 증가함을 확인하였다.

• 말소리와 음성과학
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• 제4권4호
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• pp.87-92
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• 2012

Speech enhancement aims to improve speech quality by removing background noise from noisy speech. Independent vector analysis is a type of frequency-domain independent component analysis method that is known to be free from the frequency bin permutation problem in the process of blind source separation from multi-channel inputs. This paper proposed a new method of microphone array based speech enhancement that combines independent vector analysis and beamforming techniques. Independent vector analysis is used to separate speech and noise components from multi-channel noisy speech, and delay-sum beamforming is used to determine the enhanced speech among the separated signals. To verify the effectiveness of the proposed method, experiments for computer simulated multi-channel noisy speech with various signal-to-noise ratios were carried out, and both PESQ and output signal-to-noise ratio were obtained as objective speech quality measures. Experimental results have shown that the proposed method is superior to the conventional microphone array based noise removal approach like GSC beamforming in the speech enhancement.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권3호
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• pp.183-190
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• 2013

광 음향 영상 장치는 최근 들어 연구와 개발이 활발히 진행 중이며 암을 조기 진단할 수 있는 장치로서의 가능성을 보이고 있다. 본 연구에서는 유방암 조기 진단을 위하여 광 음향 단층촬영 방식의 영상 장치를 개발하고 팬텀을 이용하여 그 유용성을 평가하고자 한다. 튜브 팬텀과 닭 가슴살 팬텀을 제작하고 이동 평균 필터와 3~6 MHz의 대역폭을 갖는 대역 통과 여파기를 설계하여 잡음을 제거하고 시간 지연 빔 형성(delay-and-sum beamforming) 알고리즘을 이용하여 광음향 영상을 재구성 하였다. 연구 결과 영상의 재구성에 있어서 빔 형성 알고리즘을 적용하기 전에 대역 통과 여파기와 같은 신호 처리가 효과적임을 보였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.717-722
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• 2011

In this paper, noise source localization of the Korean high speed train was conducted by using delay and sum beam-forming method of a microphone array. At first, the microphone array having irregular configuration was designed and the resolution of which was analyzed from parameters such as 3-dB bandwidth and maximum side-lobe level. After the demonstration, the microphone array was applied on the high speed train and noise localization of the high speed train driving at 300 km/h was performed successfully.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.315-320
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• 2015

This paper describes the implemenation of localization and visualization scheme to find out an ultrasonic source caused by defects of a power distribution line equipment. To increase the fault detection performance, $2{\times}4$ sensor array is configured with MEMS ultrasonic sensors, and from the sensor signals aquired, the azimuth and elevation angles of the ultrasonic source is estimated based on the delay-sum beam forming method. Also, to visualize the estimated location, it is marked on the background image. Experimental results show applicability of the present technique.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.713-717
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• 2014

This paper presents a beamforming technique for locating impulsive sound source. The conventional frequency-domain beamformer is advantageous for localizing noise sources for a certain frequency band of concern, but the existence of many frequency components in the wide-band spectrum of impulsive noise makes the beamforming image less clear. In contrast to a frequency-domain beamformer, it has been reported that a time-domain beamformer can be better suited for transient signals. Although both frequency- and time-domain beamformers produce the same result for the beamforming power, which is defined as the RMS value of its output, we can use alternative directional estimators such as the peak value and crest factor to enhance the performance of a time-domain beamformer. In this study, the performance of three different directional estimators, the peak, crest factor and RMS output values, are investigated and compared with the incoherent interfering noise embedded in multiple microphone signals. The proposed formula is verified via experiments in an anechoic chamber using a uniformly spaced linear array. The results show that the peak estimation of beamformer output determines the location with better spatial resolution and a lower side lobe level than crest factor and RMS estimation in noise free condition, but it is possible to accurately estimate the direction of the impulsive sound source using crest factor estimation in noisy environment with stationary interfering noise.