In this paper, we propose a remote speech input device, a new method of user-friendly speech input in spontaneous speech recognition system. We focus the user friendliness on hands-free and microphone independence in speech recognition applications. Our method adopts two algorithms, the automatic speech detection and the microphone array delay-and-sum beamforming (DSBF)-based speech enhancement. The automatic speech detection algorithm is composed of two stages; the detection of speech and nonspeech using the pitch information for the detected speech portion candidate. The DSBF algorithm adopts the time domain cross-correlation method as its time delay estimation. In the performance evaluation, the speech detection algorithm shows within-200 ms start point accuracy of 93%, 99% under 15dB, 20dB, and 25dB signal-to-noise ratio (SNR) environments, respectively and those for the end point are 72%, 89%, and 93% for the corresponding environments, respectively. The classification of speech and nonspeech for the start point detected region of input signal is performed by the pitch information-base method. The percentages of correct classification for speech and nonspeech input are 99% and 90%, respectively. The eight microphone array-based speech enhancement using the DSBF algorithm shows the maximum SNR gaing of 6dB over a single microphone and the error reductin of more than 15% in the spontaneous speech recognition domain.
An electronically Scannable microphone system is in the Planning stage. For this Purpose, a multiple microphone array with controllable delay is available. To achieve effective point-listening characteristics, we proposed an enclosed microphone array system with a complex weighting method. In this system, both the microphone arrangement and the value of the complex weighting are important. In this report, the construction of microphone array system and the signal-processing method are explained, and the calculation method for optimal complex weighting is also presented. A prototype experimental setup is designed and fabricated to verify the expected characteristics.
본 논문은 USN 무선 네트워크에서 16-QAM 수신 신호의 멀티 홉 중계를 수행하는 경우 적응 신호 처리 알고리즘을 적용한 루프백 간섭 신호의 제거 성능에 관한 것이다. 이를 위하여 USN 환경에서는 노드간의 중계 기능에 의해 원거리 스테이션과의 정보 교환이 필요하게 되는데, 중계 노드에서는 송신기와 수신기 안테나를 공동 이용하거나 매우 근접하여 위치하므로서 재송신 신호가 수신측으로 궤환되거나, 비선형 소자를 사용하므로서 발생되는 루프백 간섭 신호가 존재하게되므로 한정된 주파수와 전력 자원을 사용하는 USN 시스템의 성능을 크게 저하된다. 이를 개선하여 향상된 시스템 성능 및 멀티홉 성능을 얻기 위해 중계 노드의 수신부 전단에서 원하지 않는 루프백 간섭 신호를 제거하기위한 적응 신호 처리 알고리즘의 적용이 필요하게 된다. 적응 신호 처리를 위해서는 먼저 스펙트럼 효율이 우수한 16-QAM 신호를 대상으로 하여 수렴 특성이 우수하고 H/W 로 구현할 때 발생되는 유한장 문제점을 해결할 수 있는 QR-Array RLS 알고리즘을 사용하였으며, 루프백 간섭 신호의 제거 성능으로 수신 신호 성상도 및 learning curve에서 기존의 RLS 보다 우월함을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 IEEE 802.11b WLAN시스템에서 간섭 억제에 관한 효과적인 기술을 제시하였다 선형 제약형 적응 어레이 처리기는 동일 채널 간섭 신호와 다중 경로 효과를 효과적으로 감소시켜 WLAN 장치의 수신 성능 향상을 위하여 제안되었다. 공간 유화 방법은 다중경로 환경에서 원하는 신호의 왜곡을 방지하는데 사용되며, integral null 지정 방법은 실내 환경에서 어레이 성능을 향상시키기 위해 제안하였다. 공간 유화 방법이 선형 제약형 방법보다 성능이 보다 우수하였으며, integral null지정 방법을 적용한 어레이 시스템이 가장 좋은 성능을 나타내었다. 본 논문에서 제안된 방법은 동일 채널 신호, 다중 경로 신호, 그리고 긴WPAN 간섭을 효과적으로 제거함으로써 WLAN의 성능이 향상될 것으로 기대된다.
다채널을 가진 광섬유 센서 시스템을 개발하기 위하여 이것의 기본적인 센서 배열로서 TDM(Time Division Multiplexing) 방식의 2채널 광섬유 센서 배열을 제작하여 그 특성을 실험으로 분석하였다. 2채널 배열의 위상구조는 Mach-Zehnder형 사다리 구조로 제작 되었고 감지 간섭계와 보상 간섭계가 있는 PMDI(Phase-Matched Differential Interferometer) 기법을 사용하여 배열의 신호처리를 용이하게 하였다. 신호처리는 합성 헤테로다인(Synthetic Heterodyne)을 이용한 신호처리 기법으로 2채널의 신호를 동시에 검출하였다. 실험 결과 각 채널의 감도는 센서 #1에서 ${\sim}60{\mu}rad/\sqrt{Hz}$ 센서#2에서 ${\sim}80{\mu}rad/\sqrt{Hz}$를 얻었으며, 상호 간섭량(crosstalk)은 -36dB로 측정되었다. 본 실험으로 TDM 방식으로 다중화 된 Mach-Zehnder형 사다리 구조 간섭계의 신호처리가 광섬유센서의 효율을 높이고 비교적 안정적으로 신호를 감지함을 확인하였다.
본 논문은 rotation of subspaces 개념을 이용한 도래각 추정 방법을 제시한다. 이 방법은 여러 응용분야에서 대두되는 부공간들(subspaces)의 각도 및 거리와 밀접한 관련이 있다. 먼저 최소 자승을 이용하여 한 부공간을 다른 부공간으로 변환 시켜주는 최적 변환 행렬을 구하기 위한 효율적인 방법을 유도하고 이를 이용하여 다중 광대역 신호들 (인코히어런트, 부분적인 코히어런트와 완전한 코히어런트의 혼합신호들)의 도래각을 추정한다. 대표적인 응용으로, 잡음의 배열 스펙트럼 밀도 행렬이 변하지 않는 액티브 시스템(e. g. sonar system) 경우에 성능을 높이기 위하여 효율적인 ROSS (rotation of signal subspaces) 알고리듬을 제안한다. ROSS 알고리듬은 Wang-Kaveh's CSS-focusing 방법에서 사용하는 예비처리와 공간 필터링을 필요로 하지 않는 장점이 있으며 일반적인 모든 배열 안테나에도 적용될 수 있다. 시뮬레이션 결과, 제안된 새로운 알고리듬이 CSS-focusing 방법 및 Forward-Backward Spatial Smoothed MUSIC 보다 높은 성능을 가짐을 알 수 있었다.
본 논문은 대한민국 해군의 차세대호위함인 FFX(Fast Frigate eXperimental)에 장착/운용되는 LAS(Line Array Sensor, 예인배열형센서)로부터 A,B,C 그룹 수중음향신호의 시리얼 데이터를 입력받아 약속된 Protocol로 Packing하여, 고속 데이터통신과 Optic-fiber채널 장거리 전송이 가능한 SFM(Serial FPDP Module)을 통해 신호처리단으로 실시간 전송하는 센서데이터입출력처리보드의 설계/제작 및 시험에 관해 논한다. VME 6U크기의 한정된 보드 공간을 고려하여 Freescale사의 PowerPC계열인 MPC8265 CPU와, FIFO등의 외부디바이스를 줄이고 자체시뮬레이션 데이터생성등을 위해 Altera사의 CycloneIII 계열 FPGA등을 사용하여 설계하고, 실시간 데이터 전송을 보장하며 각종 Device Driver, Peripheral Controller등의 Library를 제공하는 RTOS인 VxWorks를 Porting하여 소프트웨어를 개발하였다.
위상배열 기술에 기반을 둔 통상의 초음파검사에서처럼, 자왜형 원거리 초음파검사에서도 실시간 수신신호 처리를 위해 복잡한 전자회로들을 사용하여왔다. 본 연구는 위상 보상, 노이즈 필터링, 파형 변환 등과 같은 필수적인 작업들을 기존의 하드웨어 접근보다는 소프트웨어 접근을 이용하여 수행할 때, 보다 유연하고 효율적인 실시간 신호처리가 가능해진다는 것을 보여준다. 이는 비용효율적인 원거리 초음파검사 시스템 구축과 검사 결과 분석에 기여할 것이다.
TASS(Towed Array Sonar System) is a sonar system which tows the sensor array behind a platform. Array shape is generally assumed to be a straight line. But the array shape is often distorted by oceanic current or platform maneuvering which causes the performance loss of signal processing method like beamforming. So array shape estimation methods are needed. Typically the method based on Kalman filter using heading sensor is used. In practice, the measurement is corrupted by biases which are caused by rotation of the tow cable, varying magnetic fields and slowly varying stresses in the mechanical construction. Although they can't be calibrated but can be estimated. In this paper, we suggest the array shape estimation method based on Kalman filter compensating the sensor biases.
The most effective method to overcome GPS jamming problem is to use an adaptive array antenna which has the capability of beamforming or nulling to a certain direction. In this paper, Space Time Adaptive Processing (STAP) beamforming algorithm of four elements array antenna will be designed and the anti-jamming performance will be analyzed. According to the analysis, the signal to noise ratio (SNR) and anti-jamming performance can be enhanced by beamforming algorithm. Also, the time tap effect of STAP algorithm will be analyzed theoretically and verified with array antenna modeling and simulation. Specially, the cautious selection of reference time tap in STAP can prevent the degradation of position accuracy performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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