• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1-9
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• 2022

최근 스마트 스피커의 기능이 다양해지면서 스마트 스피커의 보급률이 증가하고 있다. 보급이 증가함에 따라 스마트 스피커에 대해 비정상적인 행위를 발생시키는 기법이 제안되고 있으며 여러 가지 공격 중 Voice Controllable System(VCS)에 대해 비정상적인 행위를 발생시키는 DolphinAttack은 초음파(f>20kHz)를 이용하여 사용자의 인식 없이 VCS를 제3자가 제어하는 방법이다. 하지만 기존의 제어 방법은 초음파 대역을 사용하기 때문에 초음파 신호를 출력할 수 있는 초음파 스피커나 초음파 전용 장비의 설치가 필요했다. 본 논문에서는 추가적인 장비, 즉, 초음파 장비의 설치 없이 사람의 가청 주파수 대역이지만 노화에 의해 듣기 힘든 주파수(18k~20kHz)로 변조된 음성신호를 출력하여, 스마트 스피커를 제어하는 방법을 제안한다. 스마트 스피커의 경우 마이크가 내장되어 있어, 변조된 음성신호를 수신할 수 있다. 본 논문에서 제안한 방법으로 수행한 결과, 가청 대역임에도 불구하고 사람은 음성명령을 인식하지 못하였으며, 스마트 스피커에 대해 82~96%의 확률로 제어가 가능했다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.1391-1396
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• 2010

최근 출시되고 있는 PAN 용 통신부품으로 Bluetooth와 Zigbee가 선호되고 있으나 가전제품을 비롯하여 오디오기기, 휴대폰, PC 등에서 비교적 저속으로 단순한 메시지를 전달하는데 있어서 이러한 통신부품을 장착하기에는 다소 부담스럽고 제품이 복잡해진다. 본 논문에서는 제품에 이미 장착되어 있는 스피커와 마이크를 이용하여 가청한계 대역에서 초음파를 이용한 무선 통신 방법을 제안한다. 오디오 신호에 영향을 주지 않고 데이터 전송을 가능하게 하기 위하여 가청 한계 대역에서 ASK와 FSK 송수신 방식을 제시하고, 초음파 통신 모뎀을 설계 및 구현한다. 구현된 통신 모뎀은 배경 잡음이 있는 환경에서 실험을 통해 제안한 초음파 통신 모뎀의 성능을 검증한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.109-112
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• 2010

최근 출시되고 있는 PAN 용 통신부품으로 Bluetooth와 Zigbee가 선호되고 있으나 가전제품을 비롯하여 오디오 기기, 휴대폰, PC 등에서 비교적 저속으로 단순한 메시지를 전달하는데 있어서 이러한 통신부품을 장착하기에는 다소 부담스럽고 제품이 복잡해진다. 본 논문에서는 제품에 이미 장착되어 있는 스피커와 마이크를 이용하여 가청 한계 대역에서 초음파를 이용한 무선 통신 방법을 제안한다. 오디오 신호에 영향을 주지 않고 데이터 전송을 가능하게 하기 위하여 가청 한계 대역에서 ASK와 FSK 송수신 방식을 제시하고, 초음파 통신 모뎀을 설계 및 구현한다. 구현된 통신 모뎀은 배경 잡음이 있는 환경에서 실험을 통해 제안한 초음파 통신 모뎀의 성능을 검증한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.137-142
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• 2022

해마다 야생동물이 인간의 거주지에 출몰하는 횟수가 증가하여 재산 및 인명 피해가 증가하고 있다. 특히, 고속도로나 농가에 야생동물이 출몰하는 경우에 그 피해가 더 심하다. 이런 문제점을 해결하기 위해 고속도로에는 생태통로와 유도펜스를 설치하였다. 또한, 농가에서도 문제를 해결하기 위해 센서를 이용한 경적 퇴치기, 그물망 설치, 배설물로 퇴치 하는 등방법을 쓰고 있으나 고가의 비용이 들며 그 효과가 높지 않다. 본 논문에서는 AI 기반 영상분석 방법인 YOLO(You Only Live Once)를 이용하여 유해동물을 실시간 분석하여 오작동을 줄였고, 퇴치장치로 고휘도 LED와 초음파 주파수 스피커를 이용였다. 스피커는 동물들만 들을 수 있는 가청주파수를 출력하여 야생동물만 퇴치하도록 효율성을 높였다. 제안하는 시스템은, 경제적으로 설치할 수 있도록 범용 보드를 사용하여 설계되어 있으며 기존의 센서를 이용한 장치들보다 감지 성능이 높다.

• 한국음향학회지
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• 제35권1호
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• pp.74-82
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• 2016

본 논문에서는 음성 신호 대신 초음파 도플러 신호를 이용하여 음성을 인식하는 새로운 음성 인식 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 주변 잡음에 대한 강인성과 무 접촉식 센서 사용에 따른 사용자의 불편함 감소를 포함하는 기존의 음성/무음성 인식 방법에 비해 몇 가지 장점을 갖는다. 제안된 방법에서는 40 kHz의 주파수를 갖는 초음파 신호를 입 주변에 방사하여, 반사된 신호를 취득하고, 취득된 신호의 도플러 주파수 변화를 이용하여 음성 인식을 구현하였다. 단일 채널 초음파 신호를 사용하는 기존의 연구와 달리, 다양한 위치에서의 취득된 초음파 신호를 음성 인식에 사용하기 위해 다채널 취득 장치를 고안하였다. PCA(Principal Component Analysis)특징 변수를 사용한 음성 인식에는 좌-우 모델을 갖는 은닉 마코프 모델을 사용하였다. 제안된 방법의 검증을 위해 60개의 한국어 고립어에 대해 6명의 화자로부터 취득된 초음파 도플러 신호를 인식에 사용하였으며, 기존 음성기반 음성인식 기법과 비교할 만한 수준의 인식율을 얻을 수 있었다. 또한 실험 결과 제안된 방법은 기존의 단일 채널 음성 인식 방법과 비교하여 우수한 성능을 나타내었으며, 특히 잡음 환경에서도 90 % 이상의 인식율을 얻을 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.91-103
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• 2022

음원의 음량, 방향 및 음원까지의 거리와 같은 음원의 특성을 인식하는 것은 자율주행차, 로봇 시스템, AI 스피커 등 무인 시스템에서 중요한 기술 중의 하나이다. 음원의 방향이나 거리를 인식하는 방법은 레이다, 라이더, 초음파 및 고주파와 소리를 이용하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 신호를 발신하여야 하며, 장애물에 의한 비가시 영역에서 발생하는 음원은 정확하게 인식할 수 없다. 본 논문에서는 비가시 영역을 포함한 주변에서 발생하는 음원의 음량, 방향 및 음원까지의 거리를 인식하는 방법으로 가청 주파수 대역의 소리를 검출하여 인식하는 방법을 구현하고 평가하였다. 음원을 인식하기 위하여 주로 사용하는 교차형 기반의 음원인식 알고리즘은 음원의 음량과 방향을 인식할 수 있으나 사각영역이 발생하는 문제가 있다. 뿐만아니라 이 알고리즘은 음원까지의 거리를 인식할 수 없다는 제약이 있다. 이러한 기존 방법의 한계를 탈피하기 위하여, 본 논문에서는 교차형 기반의 알고리즘보다 더 발전된 직사각형 기법을 사용한 QRAS 기반의 알고리즘으로 음원의 음량, 방향 및 음원까지의 거리를 인식하여 음원의 특성을 파악할 수 있는 음원인식 알고리즘을 제안한다. 전방향 음원인식을 위한 QRAS 기반의 알고리즘은 직사각형으로 배치된 4개의 음향센서에 의하여 도출되는 6쌍의 음향 도착 시간차를 사용한다. QRAS 기반의 알고리즘은 기존 교차형 기반의 알고리즘으로 음원을 인식할 때 발생하는 사각영역과 같은 문제점을 해결할 수 있으며, 음원까지의 거리도 인식할 수 있다. 실험을 통하여 제안된 전방향 음원 인식을 위한 QRAS 기반의 알고리즘은 사각영역없이 음원의 음량, 방향 및 음원까지의 거리를 인식할 수 있음을 확인하였다.