• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.708-717
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• 2017

음원 추적은 지능형 CCTV, 화상회의시스템, 음성 명령 인식 등에서 널리 활용되고 있다. 본 논문에서는 스마트강의시스템에 적합한 천정 부착형 직교배열 마이크로 음성 신호의 도착 시간차인 TDoA(Time Difference of Arrival)를 이용하는 실시간 음원추적 기법을 제안한다. TDoA를 위한 점 음원과 평행음원 모델을 분석하고, 3개의 선형배열마이크를 이용하여 상호 상관 방안을 제안하였다. 또한 직교축에 십자 배열된 5개의 마이크를 사용하여 전방위(omni-direction)에서 음원 추적이 가능함을 보였다. 무음구간을 제거하기 위하여 수신 에너지를 이용하였으며 상호상관을 부호로 연산하여 계산량을 줄이고 추정 결과에 미디언 필터(Median Filter)를 적용하여 안정도를 높였다. 제안된 시스템은 고속 MCU인 TMS320F379D와 MEMs마이크 모듈로 구현하여, 방향 검출 성능이 백색잡음이나 음악 등에 대해서는 0.5도, 음성에 대해서는 6.5도의 정밀도를 보였다.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제8권1호
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• pp.11-16
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• 2021

This study developed a design to estimate the location of rescue demander using the sound system at disaster site, in the conditions of indoor positioning cannot be performed properly. It is a location tracing system through smart phone application. It generates sound wave information of rescuer at the rescue site, and it can be used as assistant means for indoor location tracing at the disaster site using sound wave receiving measurement technology.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.393-407
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• 2020

불법 무인기에 의한 위협을 줄이기 위해, 음향 기반 기법에 의한 추적시스템을 구현하였다. 드론 음향 추적 방식에는 3가지 주요 사항이 있다. 첫째, 가변 빔 형성을 통해 공간을 스캔하여 음원을 찾아 마이크 어레이를 사용하여 소리를 녹음한다. 둘째, 음원의 존재 유·무 여부를 알기 위해 은닉 마르코프 모델(HMM)로 분류한다. 마지막으로 음원이 드론인 경우, 적응형 빔 패턴을 기반의 추적기준 신호로 기록 및 저장된 음원을 사용한다. 시뮬레이션은 배경 노이즈 및 간섭 사운드가 없는 이상적인 상태와 배경 노이즈 및 간섭 사운드가 있는 비이상적인 조건 모두에서 수행되며 불법적인 드론의 추적 성능을 평가하였다. 드론 추적 시스템은 마이크 어레이 성능에 따른 탐색 거리 성능향상 및 음향 패턴 일치 정도에 따른 드론 유무 판정 기준을 설계하여 음성판독 회로설계에 반영하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.343-352
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• 2012

To follow a sound source by a mobile robot, the relative position and orientation of the sound source from the mobile robot have been estimated using a microphone array. In this research, the difference among the traveling times of the sound source to each of three microphones has been used to calculate the distance and orientation of the sound source from the mobile robot which carries the microphone array. The cross-correlation between two signals has been applied for detecting the time difference between two signals, which provides reliable and precise value of the time difference comparing to the conventional methods. To generate the tracking direction to the sound source, fuzzy rules are applied and the results are used to control the mobile robot in a real-time. The efficiency of the proposed algorithm has been demonstrated through the real experiments comparing to the conventional approaches.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제4권5호
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• pp.1017-1025
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• 2000

인간의 청각시스템은 두 가지 요소 즉, ITD(Interaural Time Difference)와 IID(Interaural Intensity Difference)를 처리하여 음원의 위치와 추적을 하고 있다. 본 연구에서는 음원의 위치 검출을 위하여 ITD와 IID 뿐만 아니라 이전의 위치 정보를 이용하여 정확한 음원의 방향을 결정할 수 있는 TEPILD(Time Energy Previous Integration Location Detector) 모델을 제안하였다. TEPILD 모델에서 time function generator는 ITD, energy function generator는 IID를 처리할 수 있도록 하였다. 음원은 정현파(500Hz,1kHz, 2kHz, 3kHz), White noise, Pink noise, News, Music으로 하고 음원의 방향은 right, front right, front, front left, left로 하였다. 실험 결과 전체 평균 정확도가99.2로 좋은 결과를 얻을 수 있었으며, TEPILD가 음원 위치 검출기에 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.751-755
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• 2005

We propose a sound source localization method using the Head-Related-Transfer-Function (HRTF) to be implemented in a robot platform. In conventional localization methods, the location of a sound source is estimated from the time delays of wave fronts arriving in each microphone standing in an array formation in free-field. In case of a human head this corresponds to Interaural-Time-Delay (ITD) which is simply the time delay of incoming sound waves between the two ears. Although ITD is an excellent sound cue in stimulating a lateral perception on the horizontal plane, confusion is often raised when tracking the sound location from ITD alone because each sound source and its mirror image about the interaural axis share the same ITD. On the other hand, HRTFs associated with a dummy head microphone system or a robot platform with several microphones contain not only the information regarding proper time delays but also phase and magnitude distortions due to diffraction and scattering by the shading object such as the head and body of the platform. As a result, a set of HRTFs for any given platform provides a substantial amount of information as to the whereabouts of the source once proper analysis can be performed. In this study, we introduce new phase and magnitude criteria to be satisfied by a set of output signals from the microphones in order to find the sound source location in accordance with the HRTF database empirically obtained in an anechoic chamber with the given platform. The suggested method is verified through an experiment in a household environment and compared against the conventional method in performance.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.759-766
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• 2016

본 논문은 비정상 상황 시 발생하는 음원에 대해 주변 환경 음에 강인한 음원 구간을 검출하여, 구간내의 신호를 이용한 음원 인식 과 위치 추적 시스템 설계에 관한 연구이다. 강인한 음원 구간 검출은 수신되는 오디오 신호로부터 단 구간 가중 평균 델타 에너지를 계산하여, 저역 통과 필터에 입력 후, 출력되는 결과 값들의 비교를 통해 배경음에 강인한 구간을 정의 하며, 음원 인식은 검출된 구간 내 데이터로부터 종래의 인식 방법인 HMM(: Hidden Markov Model)을 이용해, 음원 인식 정보를 생성하여 학습 및 인식을 한다. 이는 주변 배경음이 포함된 음원 신호에 대해 기존 신호의 에너지를 이용해 구간을 검출 후, HMM을 통한 인식에 비해 3.94% 상향된 인식률을 보인다. 또한 인식 결과를 바탕으로 구간내의 신호간의 TDOA(: Time Delay of Arrival)를 이용한 위치 파악은 실제 발생 위치와의 각도와 97.44%일치함을 보인다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.200-210
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• 2014

An active virtual impedance algorithm is newly proposed to track a sound source and to avoid obstacles while a mobile robot is following the sound source. The tracking velocity of a mobile robot to the sound source is determined by virtual repulsive and attraction forces to avoid obstacles and to follow the sound source, respectively. Active virtual impedance is defined as a function of distances and relative velocities to the sound source and obstacles from the mobile robot, which is used to generate the tracking velocity of the mobile robot. Conventional virtual impedance methods have fixed coefficients for the relative distances and velocities. However, in this research the coefficients are dynamically adjusted to elaborate the obstacle avoidance performance in multiple obstacle environments. The relative distances and velocities are obtained using a microphone array consisting of three microphones in a row. The geometrical relationships of the microphones are utilized to estimate the relative position and orientation of the sound source against the mobile robot which carries the microphone array. Effectiveness of the proposed algorithm has been demonstrated by real experiments.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권5호
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• pp.25-37
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• 2010

본 연구에서는 지능형교통시스템 연구에서 상대적으로 경시되어 왔던 교통약자의 안전한 보행 이동권을 증진하기 위해 "교통약자 보호시스템"을 개발 구축하고 시스템 시범 운영을 통해 분석된 만족도 및 개선방향을 제시하였다. 기존 시각장애인용 음향신호기의 단점 중 하나였던 장비 고장 시 관리자가 직접 현장방문 확인 후 유지, 보수, 대응으로 관리상의 불편과 횡단신호등 상태 음성 안내의 지속적인 서비스 결여 및 시각장애인이 직접 리모컨과 보행신호등 지주에 설치 된 버튼의 위치를 확인, 작동하는데 따른 운용의 불편함을 개선하기 위해, 실제 도로상황을 감안하고 인체공학 및 첨단 무선기술을 응용하여 시각장애인이 신호기에 접근 시 자동으로 신호기 및 신호등 상태를 음성 안내하도록 시각장애인 음향신호기를 첨단화하였다. 시범지역 적용결과, 기존 장비에 비해 안전하고 편리하게 시각장애인들이 도로 상황을 인지하여 보통 이상의 만족도 평가결과가 도출되었으며, 구축된 무선인프라를 활용하여 지킴이 서비스 (초등학생 대상 위치 정보 제공)를 동시에 제공하여 이용 학부모의 87%가 보통 이상의 만족도를 보이는 결과를 나타냈다.

• 한국수산과학회지
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• 제44권4호
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• pp.423-430
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• 2011

The most satisfactory split-beam transducer for fish sizing maintains a wide bearing angle region for correct fish tracking without interference from side lobes and lower sensitivity to fish echoes outside of the main lobe region to correctly measure the angular location of free-swimming fishes in the sound beam. To evaluate the performance of an experimentally developed 50 kHz split-beam transducer, the angular location of a target was derived from the electrical phase difference between the resultant signals for the pair of transducer quadrants in the horizontal and vertical planes consisting of 32 transducer elements. The electrical phase difference was calculated by cross-spectral density analysis for the signals from the pair of receiving transducer quadrants, and the directivity correction factor for a developed split-beam transducer was estimated as the fourth-order polynomial of the off-axis beam angle for the angular location of the target. The experimental results demonstrate that the distance between the acoustic centers for the pair of receiving transducer quadrants can be controlled to less than one wavelength by optimization with amplitude-weighting transformers, and a smaller center spacing provides a range of greater angular location for tracking of a fish target. In particular, a side lobe level of -25.2 dB and an intercenter spacing of $0.96\lambda$($\lambda$= wavelength) obtained in this study suggest that the angular location of fish targets distributing within a range of approximately ${\pm}28^{\circ}$ without interference from side lobes can be measured.