• 한국음향학회지
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• 제33권5호
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• pp.326-334
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• 2014

논문은 MVDR 빔 형성 기법을 위한 새로운 공분산 행렬 예측을 제안한다. 오디오-비디오 센서를 이용하여 음원의 방향 정보를 정확히 추적함으로써, 공분산 행렬은 가변 적응 망각율을 적용하여 효과적으로 예측된다. 가변 적응 망각율은 신호 대 방해 신호 비를 고려하여 결정된다. 실험 결과에서는 제안하는 방법의 성능이 방해신호/잡음 감소 및 음성 왜곡의 면에서 기존의 방법의 성능보다 더 우수하다는 것을 보여준다.

• 한국음향학회지
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• 제39권3호
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• pp.179-190
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• 2020

본 논문에서는 일반 빔형성, 적응 빔형성, 압축센싱을 이용하여 도래각을 추정한다. 이때, 적응 빔형성으로 Minimum Variance Distortionless Response(MVDR)과 Multiple Signal Classification(MUSIC)을 사용하였고, 압축 빔형성(compressive sensing beamforming)을 위해 무격자 압축센싱(grid-free compressive sensing)을 적용하였다. 앞서 언급한 각 기법들의 이론적 배경 및 한계점을 소개하고 모의실험 및 실제 실험을 통해 각 기법의 성능을 비교하였다. 실제 실험은 반사 신호가 존재하는 환경에서 수행하였으며, 2대의 스피커를 통해 음원을 송신하고 8대의 마이크로폰을 사용한 선배열을 통해 데이터를 수신하였다. 모의실험 및 실제 실험 결과를 통해 상관신호가 존재하지 않을 때, 적응 빔형성과 무격자 압축 빔형성이 일반 빔형성보다 고해상도의 결과를 보임을 확인하였다. 반면, 반사 신호가 존재하는 환경에서 적응 빔형성의 성능이 저하되지만, 무격자 압축 빔형성의 경우 반사 신호의 영향을 받지 않고 일반 빔형성의 분해능이 개선됨을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.191-196
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• 2013

본 논문에서는 실제 환경에서 인접 배치된 무지향성 스테레오 마이크로폰을 활용하여 녹음받은 스테레오 오디오 신호를 양이간 강도차에 기반하여 원하는 방위각에 존재하는 음원을 추출하는 음원 분리 기법을 제안한다. 먼저, 최소 분산 무손실 응답빔형성기를 활용하여 스테레오 오디오 신호의 양이간 강도차를 극대화하고, 강도차 기반의 음원 분리 기법을 적용한다. 제안된 기법의 성능을 검증하기 위하여 stereo audio source separation evaluation campaign (SASSEC)에서 제공하는 객관적 성능평가 지표인 source-to-distortion ratio (SDR), source-to-interference ratio (SIR), sources-to-artifacts ratio (SAR)을 측정하였다. 측정한 결과, 음원 분리 기법에 빔형성기까지 적용한 결과가 높은 성능을 보인 것으로 평가되었다.

• 한국음향학회지
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• 제38권2호
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• pp.145-153
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• 2019

적응빔형성 기법은 부엽을 줄이고 약한 신호에 대한 탐지 성능을 향상시킨다. MVDR(Minimum Variance Distortionless Response)과 같은 일반적인 적응빔형성 기법은 설계한 가중벡터와 실제 입사신호의 조향벡터의 불일치에 대해 매우 민감하다. 또한 센서 수가 많은 어레이를 이용하여 광대역 적응빔형성을 할 경우 공분산행렬을 산출하기 위해 긴 관측시간과 많은 연산량이 요구된다. 본 논문은 센서 수가 많은 수동 선배열 소나의 광대역 적응빔형성 성능향상 및 안정성을 위해 WBRCB(Wideband Robust Capon Beamforming)를 적용하였다. 불일치 요소에 강인한 WBRCB 구현을 위해 다양한 불일치 요소를 반영하여 최적의 불일치 파라미터를 도출하였다. 도출된 파라미터를 반영한 WBRCB 기법을 시뮬레이션 및 실험데이터에 적용하여 수동 선배열 소나의 광대역 적응빔형성 성능 향상을 검증하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.21-22
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• 2015

현재 UHDTV (Ultra-High-Definition TV) 시대에 사용될 멀티미디어 부호화로 MPEG-H를 표준화로 진행하고 있다. 향후 방송용 오디오 콘텐츠는 채널 오디오 콘텐츠에서 진화하여 객체 오디오 콘텐츠까지도 필요하게 된다. 이에 따라, 본 논문에서는 고품질의 방송용 오디오 콘텐츠를 제작하기 위한 비균등 선형 마이크로폰 어레이 기반의 음원분리 방법을 제안한다. 제안된 방법은 주어진 어레이 배치에 따라 채널간의 시간차를 분석하고, 이에 따른 객체 오디오 생성을 위한 음원분리 기술을 적용한다. 제안된 기법의 성능을 검증하기 위하여 음원분리도를 측정하였고, MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) 빔형성기와 성능을 비교하였다. 비교 결과, 제안된 기법이 MVDR 빔형성기에 비하여 12.8% 높은 음원분리도 수치를 나타낸 것을 확인하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제5권3호
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• pp.131-136
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• 2016

The present paper shows that beamforming algorithm such as Minimum Variance Distortionless Response (MVDR) based on array antenna signal processing can have not only anti-jamming but also anti-spoofing characteristics. A beam pattern due to the beamforming algorithm strengthens received signal power as it is formed in the incident direction of desired signal. During the process, the effect of unnecessary signals such as spoofing signals can be reduced because the beam pattern reduces received signal power in the incident directions excluding the beam pattern-directed direction. In order to analyze the anti-spoofing effect due to the beamforming algorithm, a software-based simulation environment was configured. An arbitrary error was applied between incident direction of Global Positioning System (GPS) satellite signal and steering vector direction of the beamforming algorithm to analyze the received signal power and required conditions were provided to see the anti-spoofing effect due to the beamforming algorithm. The used antenna was 7-element planar circular array and beam patterns were formed through the MVDR algorithm.

• 한국음향학회지
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• 제31권8호
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• pp.487-506
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• 2012

This paper proposes a speech enhancement algorithm to improve the speech intelligibility by suppressing both reverberation and background noise. The algorithm adopts a non-causal single-channel minimum variance distortionless response (MVDR) filter to exploit an additional information that is included in the noisy-reverberant signals in subsequent frames. The noisy-reverberant signals are decomposed into the parts of the desired signal and the interference that is not correlated to the desired signal. Then, the filter equation is derived based on the MVDR criterion to minimize the residual interference without bringing speech distortion. The estimation of the correlation parameter, which plays an important role to determine the overall performance of the system, is mathematically derived based on the general statistical reverberation model. Furthermore, the practical implementation methods to estimate sub-parameters required to estimate the correlation parameter are developed. The efficiency of the proposed enhancement algorithm is verified by performance evaluation. From the results, the proposed algorithm achieves significant performance improvement in all studied conditions and shows the superiority especially for the severely noisy and strongly reverberant environment.

• 한국음향학회지
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• 제23권3호
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• pp.206-213
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• 2004

본 논문에서는 수중에서 빠른 속도로 기동하는 표적 환경에 적합한 조향각 오차 보정기법을 제안한다. 기존의 협대역 조향각 오차 보정기법에서는 다수의 시간 데이터 단편을 이용한 반면, 제안한 기법은 하나의 시간 데이터 단편에서 다수의 주파수 성분들로부터 모드 공분산행렬을 구성하고, 이를 이용하여 얻어진 광대역 MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) 빔출력을 최대화시키는 조향각 오차를 추정함으로써 짧은 관측시간 내에 정확한 표적의 방위각을 추정할 수 있다. 모의신호와 실제 해상 실험 데이터를 이용하여 제안한 기법의 성능을 기존의 기법과 비교, 분석하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 추계학술발표대회
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• pp.934-936
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• 2017

화자인식 기술은 등록된 화자 목록 내 화자 또는 사칭 화자의 발화로부터 발화자를 식별하는 기술로써, 음성 소스를 기반으로 동작하는 디바이스의 개인화를 위해 필요한 기술이다. 본 논문에서는 차량 잡음이 존재하는 자동차 주행 환경을 타겟으로 하는 화자인식 시스템 개발 방법을 제안한다. 차량 잡음에 의해 오염된 음성신호로부터 잡음 성분을 제거하기 위해 parametric multi-channel Wiener filter (PWMF)를 이용하여 실험한 결과, 남성화자 조건에서는 PMWF의 내부 파라미터 조절을 통해 필터를 minimum variance distortionless response (MVDR) 빔포머로 동작하도록 설정하였을 때, 여성화자 조건에서는 잡음을 제거하지 않았을 때 가장 낮은 동일오류율을 보임을 확인할 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 춘계학술발표대회
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• pp.457-459
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• 2018

화자인식 기술은 주어진 임의의 두 발화로부터 발화자의 일치 여부를 판단하여 등록된 화자의 목록으로부터 임의로 입력된 발화의 발화자를 식별하는 기술이다. 그러나, 배경잡음이나 반향이 존재하는 경우에는 음성신호가 왜곡되어 화자인식 성능이 저하될 수 있기 때문에 별도의 음성신호 전처리 알고리즘을 함께 사용할 수 있다. 본 논문에서는 배경잡음이 존재하는 환경에서 다수의 마이크로폰을 통해 수집한 음성신호에 대해 화자인식을 수행하는 방법으로써 parametric multi-channel Wiener filter (PMWF)를 이용한 화자일치 점수 앙상블 기법을 제안한다. 입력신호의 신호대잡음비를 기준으로 점수 결합 시 사용되는 결합계수를 정하고, Wiener filter 로 잡음을 제거하여 얻은 점수와 minimum variance distortionless response (MVDR) 빔포머를 통해 잡음을 제거하여 얻은 정수를 가중결합하는 방식으로 동일오류율을 측정한 결과, 각 전처리 알고리즘을 독립적으로 사용하여 점수를 계산한 경우보다 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다.