통화 위주의 기능이 주류를 이루고 있던 전화 서비스시장에 다양한 정보를 제공하기 위한 첨단 부가서비스를 제공하기 위해서는 인터넷과의 연동, 음성인식, 음성합성, 음성녹음 등의 요소들을 제공할 수 있어야 하며, 여러 고객의 다양한 요구사항을 수용하기 위한 서비스 시나리오의 개발 방법이 제공되어야 한다. HUVOIS solution 은 WWW 콘서시엄의 표준에 따른 VoiceXML 2.0 인터프리터 엔진과 음성인식엔진, 음성합성엔진을 수용하였으며 신규 부가서비스를 쉽고 빠르게 제공할 수 있는 환경을 제공하기 위하여 개발되었다. 본 논문에서는 KT가 개발한 HUVOIS 솔루션과 이를 이용한 각종 서비스 및 사업에 대하여 기술하였다.

In this paper, we investigate and analyze the problems encountered in frame-based estimation of TDOA(Time Difference of Arrival) using CPSP function. Spectral leakage occurring in framing of a speech signal by a rectangular window makes estimation of CPSP spectrum inaccurate. Framing with a Hamming window to reduce the spectral leakage effect distorts the signal due to the different weighting at temporally same sample, which make the TDOA estimation using CPSP function inaccurate. In this paper, we solve this problem by reducing the dynamic range of the spectrum of a speech signal with preemphasis. Experimental results confirm that the framing of pre-emphasized microphone output with a rectangular window shows higher success ratio of TDOA estimation than any other framing methods.

본 논문에서는, 잡음음성에 강인한 음성인식을 위한 특징추출 방법을 제시한다. 제시한 방법은 2 단계 잡음제거 과정으로 구성되어 있다. 첫번째 단계는 MMSE-STSA 음성개선기법을 통해 잡음음성신호를 개선시키는 과정이고, 두 번째 단계는, MMSE-STSA 의 개선된 음성에 후처리 가중필터뱅크분석을 통해 잔여잡음의 영향을 감소시키는 과정이다. 제안한 방법의 성능평가를 위해, AURORA2의 잡음음성 DB 중 테스트 집합 A 에 대해 인식실험을 수행하고, 결과를 기존 방법들과 비교, 검토한다.

본 논문에서는 최근에 제안된 음성신호 개선을 위한 적응 웨이블릿 패킷 기반의 스펙트럼 차감법을 이용하여 다양한 측면에서의 성능평가 결과를 제시한다. 사용된 음성신호 개선 방식은 적응 웨이블릿 패킷의 불균등 주파수 해상도와 높은 에너지 집중도로 인해 발생하는 극대, 극소값의 영향을 피하기 위해 기하평균을 이용하는 스펙트럼 추정법을 사용하였다. 다양한 측면의 성능평가를 위해 주관적 평가 척도인 MOS 와 높은 상관도를 갖는 것으로 알려진 log likelihood ratio, log area ratio, segmental SNR, weighted spectral slope 등을 평가 척도로 사용하였다. Fourier 기저를 사용한 방식과의 비교에서 적응 웨이블릿 패킷 방식은 SegSNR 과 음성의 명료도를 비교적 잘 반영하는 weighted spectral slope 측면에서 우수한 성능을 보였다.

최근 음성시장은 VoiceXML 을 이용하여 간단히 시나리오를 작성할 수 있어, 보다 쉽게 다양한 어플리케이션을 개발하여 서비스할 수 있게 되었다. HUVOIS-VAD 는 KT가 자체 개발한 음성인식/합성 플랫폼 시스템인 HUVOIS 에 VXML 을 이용하여 시나리오를 구성한 음성인식/합성 VAD 시스템으로, 사내 및 사외 여러 사이트에 설치 운용 중이다. 특히, Web 을 기반으로 운용시스템을 구축하여 운용자는 어느 곳에서나, 운용 DB를 점검하거나, 인식사전을 구성하고, 운용할 수 있으며, 사용자 또한 개인의 DB 를 직접 관리하도록 하고, 회사의 DB 와 연계하여 개인의 VAD로 동시에 사용할 수 있도록 하고 있다. 본 논문에서는 Web 을 기반으로 구성된 HUVOIS-VAD 시스템에 대하여 기술하고자 한다.

본 논문은 연속 밀도 함수를 갖는 HMM별 한국어 연속 음성 인식에 관한 연구이다. 여기서 우리는 밀도 함수가 2개에서 44개까지 갖는 연속 HMM모델에서 가장 효율적인 연속 음성 인식을 위한 방법을 제시한다. 음성 모델은 36개로 구성한 기본음소를 사용한 CI-Model과 3,000개로 구성한 확장음소를 사용한 CD-Model을 사용하였고, 언어 모델은 N-gram을 이용하여 처리하였다. 이 방법을 사용하여 500개의 문장과 6,486 개의 단어에 대하여 화자 독립으로 CI Model에서 최고 $94.4\%$의 단어 인식률과 $64.6\%$의 문장 인식률을 얻었고, CD Model에서는 $98.2\%$의 단어 인식률과 $73.6\%$의 문장인식률을 안정적으로 얻었다.

본 논문은 HMM 기반 임베디드 음성인식 시스템 구현에 관한 몇 가지 주제들을 설명한다. 임베디드 환경은 한정된 자원을 가지고 있고 그러한 가운데 타당한 인식률과 향상된 인식 속도를 얻기 위해서 몇가지 방법들을 이 논문에서 설명한다. 구현 환경은 DSP6711 기반에서 이루어졌다. 가우시안 mixture 계산 루틴을 부동소수점 연산에서 고정소수점 연산 및 software pipelining을 적용하였다. 고정소수점 변환 전과 후 비슷한 인식률을 얻었고 고정소수점 변환과 software pipelining 적용 후 연산 속도의 향상을 얻었다.

본 논문에서는 음성정보기술산업지원센터(SiTEC)에서 현재 배포중인 고소음 환경 음성 DB를 이용하여 air-conducted 음성과 body-conducted 음성의 인식 성능을 비교 실험하였다. 소음 환경에서 일반적인 마이크로폰으로부터 수집된 air-conducted 음성은 잡음의 영향을 받기 쉬우며 이는 인식률을 저하시킨다. 반면에 진동 픽업 마이크로폰에서 수집된 body-conducted 음성은 소음에 보다 강인한 특성을 보인다. 이러한 특성에 근거하여 소음 환경에서 일반 다이나믹 마이크로폰 음성에 음질 개선 방법과 채널 보상 방법을 적용한 인식 결과와 3종류의 진동 픽업 마이크로폰에서 수집된 음성과의 인식 성능을 비교 분석하여 body-conducted 음성 인식 시스템의 환용 가능성을 살펴보았다.

최근 PDA(Personal Digital Assistants)와 같은 휴대형 단말기들은 다양한 멀티미디어 기술과 무선 인터넷 기술의 영향으로 정보단말기로서 각광을 받고 있다. 그러나 현재의 단말기는 프로세서와 메모리의 한계로 인하여 원활한 음성인식 시스템을 구축하기에는 한계가 있다. 이를 보완하는 방법으로 본 논문에서는 Client/server로 분리된 음성 인식 시스템을 구축하였다. 구축한 시스템은 무선 네트워크 환경을 이용하여 PDA(Personal Digital Assistants)에서 음성 파일 또는 특징 파라미터를 Serve 측으로 전송하여 Server측에서 음성 인식을 수행한 후 그 결과를 모바일 단말기로 되돌려 주는 시스템이다. 구성된 시스템을 평가하기 위해서는 국어 공학센터의 음성 DB(KLE 452DB)를 이용하여 음향 모델을 생성한 후 다양한 환경(연구실, 복도, 주차장 도서관 로비)에서 발성한 후 이를 교내 무선 인터넷망(Nespot)을 통하여 송신하여 실시간 인식하였다. 실험 결과, 각각 $84.04\%\;72.28\%\;69.47\%\;67.61\%$의 평균 인식률을 얻을 수 있었다.

이동통신 기술의 발전으로 이동통신 사용이 폭발적으로 증가하였고 그에 따라 이동통신망을 이용한 많은 서비스가 제공되고 있다. 이동통신망에서의 음성 인식 서비스에서 음성 인식기에 입력되는 음성신호는 통신망을 통해 음성 압축기를 거치게 되고 이에 음성신호가 왜곡되어 인식기의 인식성능이 저하된다. 본 논문에서는 무선통신 환경에서 음성인식기의 성능을 개선하기 위한 보상 방법을 제안한다. 기존의 제안된 방법은 음성 데이터에 의존하는 방법을 사용하나 본 논문에서는 음성 데이터와는 독립적 방법인 음성 압축기에 의해 손상된 입력 신호의 스펙트럼 보상방법과 Cepstrum 보정방법을 통해 인식률을 향상시키는 방법을 제안한다. 즉, 음성 압축기에 의하여 왜곡된 스펙트럼을 단계적 방법으로 보상하고 그를 토대로 왜곡된 신호에서 만들어진 Cepstrum을 보정하여 음성 인식기의 성능을 향상시키는 방법을 연구하였으며, 그 견과 손상된 음성신호의 인식률 $64.88\%$에 대하여, 본 논문에서 제안하는 보상 방법을 적용한 음성신호의 인식률은 $79.73\%$로서 $14.85\%$가 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

음성신호는 주기성으로 유성음과 무성음으로 구분할 수 있으며 유성음은 준주기성 신호이지만 무성음은 주기성이 없다. 주기성은 음성신호를 분석하는 중요한 파라미터 중 하나이다. 본 논문에서는 시간영역에서 피치의 시작점과 주파수 영역에서 분산을 이용하여 피치 검출 알고리즘을 제안하며 864개 단독 숫자음을 이용하여 실험한 결과 $99.5\%$의 정확도를 확인하였으며 제안된 알고리즘의 유효성을 확인하였다.

인간은 "습관적 피치 레벨" 즉 자연스럽게 말할 때 평균적으로 사용하는 피치를 갖는다. 하지만 음성에 잡음이 첨가되면 이 피치가 불규칙하게 바뀌게 된다. 이점을 이용하여 음성의 잡음레벨을 측정할 수 있다. 본 논문에서는 입력음성의 에너지를 구하고 일정 에너지레벨 이상에서의 구간에 대해 NAMDF(Normalized Average Magnitude Difference Function)방법으로 피치를 구하고, 각 프레임을 피치단위로 분절한 뒤 인근 피치간의 유사도를 측정하여 입력음성데이터의 잡음레벨을 검출하는 방법을 제안하였다.

원화자로부터 목표 화자의 음성으로 변환을 위해서는 음운 및 피치변환이 이루어져야 한다. 원 음성과 목표 음성 신호 사이에 따른 발성길이, 크기 및 피치 등의 운율 특성은 화자의 개인성 및 발성문장의 의도를 나타내는 주요 역할을 한다. 본 논문에서는 음성 변환을 수행하기 위하여 발성된 음성의 강세구(phrase)단위의 피치 검출을 통하여 템플릿을 추출하는 방법을 제안한다. 우선 한국어의 운율구에 대한 정보가 필요한 것인지, 한국어는 어떤 운율 구조를 갖는지에 대하여 알아본다. 마지막으로 어떻게 연속음성으로부터 한국어에 적당한 운율구 단위를 나눌 것인지, 즉 자동 세그멘테이션 및 레이블링에 대하여 분석한다. 또한 논문에서는 한국어 문장음성의 운율구를 강세구와 억양구로 나누고 육안으로 표시한 운율구 단위를 기준으로 이 운율구 단위에 적합한 특징을 추출하여 패턴을 작성한다.

패킷망을 통한 음성 통신이 발달됨에 따라 패킷 스위칭 채널 환경에서 계층적 구조를 가지는 광대역 음성 부호화기의 개발에 대한 요구가 늘어나고 있다. 본 논문에서는 이러한 차세대 패킷 전화용 광대역 음성 부호화기의 상위 대역에 대해서 효율적인 양자화 방법을 제안한다. 먼저 전체 프레임을 다수의 짧은 부프레임으로 구분하고, 각각의 부프레임에 MLT(Modulated Lapped Transform)변환을 적용하여 주파수 영역으로 변환하여 2차원 구조의 데이터 행렬을 생성한다. 이러한 2차원 구조의 데이터를 크기와 부호로 분리하고, 크기는 2차원 DCT를 사용하여 시간과 주파수 영역에서의 신호 압축을 동시에 얻을 수 있게 하였다. 이와 같은 새로운 구조를 활용하여 기존의 방법보다 Energy Compaction 효과를 높이고 양자화 성능을 향상시킬 수 있었다. 또한 Core Layer의 부호화된 파라미터를 상위 대역의 양자화에 이용함으로써 그 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제안한다.

정보통신부에서는 2004년 10월 1일자로 통신서비스 역무로서 "인터넷 전화"를 고시하였다. 정부에서는 인터넷전화 역무를 허가하는 조건으로, 일정수준의 통신 품질을 만족하여야 하며, 시험에 합격한 신청자에 한해서 인터넷 전화의 착신번호를 부여할 것이다. 본 논문에서는 인터넷전화의 서비스 품질을 평가하기 위한 절차를 제시한다. 제시한 방법을 통하여, 국내의 인터넷 전화서비스의 품질확보 및 유지에 기여할 것으로 기대된다.

본 논문의 목적은 이동통신 환경 하에서 음성 인식과 음성 부호화를 성능의 저하 없이 동시에 수행하기 위한 기법을 개발하는 것에 있다. 이를 구현하기 위해 통신상에서 전송되는 음성 특징 파라미터는 기존 음성 부호화기의 LPC 대신 음성 인식 파라미터인 MFCC를 사용하였다. 따라서 음성 인식 성능은 향상된다 하지만 음성 재생을 위해 MFCC를 LPC로 변환하는 과정에서 오차가 발생하여 전송되는 bit 수에 비해 만족할만한 음질을 얻을 수 없다. 따라서 이 오차를 보상하여야 하며 이를 위한 변수를 추가하여 음질을 개선시켰다. 그 결과 음질과 음성 인식에서 안정된 성능을 보이는 음성 부호화기를 개발하였다.

본 논문은 TMS320C5501 16bit DSP를 적용한 실시간 화자독립 연속 숫자인식기의 구현에 관해 서술한다. 하드웨어 모듈의 구성은 TMS320C5501 300MHz DSP, 코덱으로는 TLV320AIC1103, SDRAM, 외부장치와의 인터페이스를 위한 HPI, Uart, MIC, SPK Out 단자로 구성되었다. 음성인식 알고리즘은 HM-Net 방식을 사용하였고 고정소수점 연산처리 방식으로 C를 이용한 최적화 작업을 수행하였으며 스트리밍 방식의 인식 방법으로 실시간 처리가 가능하도록 구현하였다. 숫자 인식에 사용한 모델은 41음소에 기반한 트라이폰을 학습하였으며, 특징 파라미터로는 LPCMEL 20차를 사용하였다. 임베디드 시스템의 실시간 음성인식 시스템 구성에 중점을 두었으며 PC상에서의 성능과 비교해 볼때 본 DSP 상에서 500단어, 50문장의 인식을 평균 1.5초 전후로 인식하도록 하였으며 간단한 연결 단어 인식을 수행하는데 무리 없음을 보여준다. 특별히 한국어 연속숫자 부분에 중점을 두었고, 본 연구에서 구현된 연속 음성인식 시스템에 사용된 숫자 인식에서 음절 바이폰 모델에 대하여 $92.92\%$의 인식율을 얻을 수 있었다.

유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 차세대 PC는 다양한 입출력 장치를 이용하여 사용자에게 효과적으로 실제와 같은 정보를 제공하며, 사용자들의 편의를 고려해 웨어러블 형태의 플랫폼으로 발전하고 있다. 이러한 사용자 편의를 고려한 기술개발 동향(소형화, 경량화, 착용화)에 발맞추어 웨어러블 컴퓨팅 환경에서의 HCI 방안으로 음성 인식과 합성은 주요한 자리매김을 하고 있다. 본 논문에서는, 현재 정부에서 국가적인 차원으로 연구 개발 중인 차세대 PC 플랫폼 기반에서 음성합성 엔진을 구현하며, 구현상의 문제점 파악 및 개선사항에 대해 제안한다. 또한, 실질적인 구현 결과를 토대로 사용자 편의성 및 S/W 개발 환경을 고러한 차세대 PC플랫폼의 개선사항에 대해 제안을 한다.

본 논문에서는 보상기를 채용하여 안정성을 확보한 적응순환필터인 ACHARF(Adaptive Compensated Hyperstable Adaptive Recursive Filter)를 사용하여 잡음제거를 통한 음성의 음질개선을 DSP 프로세서를 통하여 구현하였다. 실험에서는 TI사의 최신 DSP 프로세서인 TMS320C6413와 스테레오 오디오 코덱인 TLV320AIC23을 탑재한 Evaluation board를 사용하였다. 2개의 입력마이크를 이용하여 음성신호와 기준 잡음신호를 별도로 수집하여 알고리즘을 수행하였으며, 실험 결과로 음질개선 효과를 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해서 시스템의 성능개선의 핵심은 입력으로 들어오는 음성신호와의 상관도가 가능한 적은 잡음신호를 수집하는 방법이라 생각되며 앞으로 이에 대한 연구가 필요하겠다.

음성인식, 합성 및 분석과 같은 음성신호처리 분야에 있어서 피치검출이나 포만트검출은 매우 중요하다. 주파수 영역의 스펙트럼 신호는 잡음이 부가되는 경우에도 고조파정보와 포만트 포락선 정보를 유지하기 때문에 음성신호처리분야에서 매우 유용하다고 할 수 있다. 고조파 정보나 포만트 포락선 정보는 피치검출과 포만트 주파수 검출에 직접 이용된다 하지만 두 성분을 분리하는 방법에 따라 피치검출이나 포만트 주파수 검출에 영향을 미칠 수 있으므로 기존의 방법보다 두 성분을 더 잘 분리할 수 있는 방법이 필요한 것이다. 본 논문에서는 스펙트럼 신호를 최대한 평탄화시킴으로써 포만트의 영향을 제거하고 고조파 성분을 분리해 내어 이를 피치검출에 사용한다. LSP를 이용하여 적응적 밴드에서 평탄화를 시도하고 이를 피치 검출에 이용하였다.

본 논문에서는 시간-주파수 혼성 영역 피치 검출법을 제안하였다. 음성신호를 주파수 영역으로 변환하고 주파수 영역에서 위상 성분을 조절하여 시간영역으로 역변환 함으로써 피치 피크가 최대가 되도록 하여 용이한 피치검출이 가능하였다. 또한 처리시간을 단축하기 위하여 FFT와 IFFT의 비트 재정렬을 생략하여 처리할 수 있는 방법을 제안하였다. 성능 측정 결과 기존의 켑스트럼 검출법에 비하여 검출성능은 우수하면서도 처리시간은 $84.8\%$로 단축됨을 알 수 있었다.

웨어러블 컴퓨터와 같은 차세대 PC의 진화 방향은 인간이 느끼는 색상, 빛의 밝기, 소리, 향기, 맛, 감촉 등의 오감 정보의 효과적인 융합과 재현 및 사용자 중심의 인간-기계 관계의 형성으로 정의 된다. 그러나, 기능의 다양함과는 별개로, 휴대의 편이를 위한 착용형태의 H/W 플랫폼 개발은 효율적인 5 감 정보의 융합 및 재현에 제약을 가하고 있는 실정이다. 본 논문에서는, 현재 정부에서 국가적인 차원으로 현재 연구 개발중인 차세대 PC 플랫폼 기반에서의 효율적인 5 감 정보의 융합 및 재현이 가능한 S/W 플랫폼을 구현하며, 보다 효율적인 융합 및 재현을 위한 새로운 제어 메시지 형태를 제안한다.

음성 인식 분야에서는 화자 적응을 통해 화자 독립 시스템의 성능을 화자 종속 시스템에 근접시키려는 여러 가지 노력이 시도되고 있다. 특히 30 초미만의 매우 적은 양의 적응 자료를 이용하는 고속 화자 적응에 대한 관심이 증가하고 있다. 고속 화자 적응에 적합한 eigenvoice 를 이용한 적응 방법은 eigenvoice 를 구성하기 위해 너무 많은 계산량과 메모리를 요구한다. 본 논문에서는 각각 따로 계산된 eigenvoice 들을 한 번에 구성한 eigenvoice 들과 거의 같은 정확도를 갖도록 병합하여 고속 화자 적응에 이용하는 방법을 제안한다. 이 방법을 이용하면 훈련 자료의 추가시 처음부터 새롭게 eigenvoice 를 구하는 대신 추가된 자료에 대한 eigenvoice 를 구하고 병합함으로써 계산량과 메모리양을 현저히 줄일 수 있다. 실험 결과, 메모리와 계산량은 추가되는 화자 종속 모델의 수에 따라 감소하며 성능 저하는 거의 없었다.

G.723.1은 저 전송률 환경에서 고 음질을 제공하여 주고 있으나 CELP형 부호화기가 갖는 합성에 의한 분석(Analysis by Synthesis)방식의 구조로 인해 많은 처리 시간과 계산량을 요구하게 된다. 본 논문에서는 G.723.1에 대해 NAMDF함수를 적용하여 델타 피치 검색과정의 계산량을 줄여 부호화기의 전체 계산량을 감소시키는 방법을 제안하였다. 기존의 피치 검출 알고리즘에서 피치 검출을 위해 사용하고 있는 자기상관함수는 곱셈 연산에서 발생하는 bit의 dynamic range가 커서 나눗셈 연산에서도 과도한 연산량을 필요로 한다. 따라서, 이러한 계산량의 감소를 위해 기존의 자기상관함수 대신 계산량을 감소하기 위하여 NAMDF 방법을 적용하였고 추가된 skipping 기법을 사용하였다. 계산량 감소율 측면에서는 약 $64\%$의 감소율을 보였고 기존의 방법과 제안한 방법간의 피치 pitch contour은 원음성의 피치 contour와 유사하였고, 음질 평가에서도 기존의 G.723.1 부호화기 합성음과 유사한 길과를 얻을 수 있었다.

본 논문은 잡음환경 하에서의 효율적인 문맥의존 음향 모델 구성에 대한 기초연구로서 잡음환경 하에서의 유사 음소단위 수에 따른 연속 음성인식 성능을 비교, 평가한 결과에 대한 보고이다. 기존의 연구[1,2]로부터 연속음성 인식의 경우 문맥종속모델은 변이음을 고려한 39유사음소를 이용한 경우가 48유사음소를 이용하는 것보다 더 좋은 인식성능을 나타냄을 알 수 있었다. 이 연구 결과를 바탕으로 본 연구에서는 잡음환경에서도 효율적인 문맥 의존 음향모델을 구성하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 다양한 잡음환경을 고려하기 위해 White, Pink, LAB 잡음을 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio) 5dB, 10dB, 15dB 레벨로 음성에 부가한 후 각 유사음소단위 수에 따른 연속음성인식 실험을 수행하였다. 그 결과, 39유사음소를 이용한 경우가 48유사음소를 이용한 경우보다 clear 환경인 경우에 약 $7\%$와 $17\%$ 향상된 단어인식률과 문장 인식률을 얻을 수 있었으며, 각 잡음환경에서도 39유사음소를 이용한 경우가 48유사음소를 이용한 경우보다 평균 적으로 $17\%$와 $28\%$ 향상된 단어인식률과 문장인식률을 얻을 수 있어 39유사음소 단위가 한국어 연속음성인식에 더 적합하고 잡음환경에서도 유효함을 확인할 수 있었다.

기존의 전대역(Full-Band)에서 특징 파라미터를 추출하는 화자 확인(Speaker Verification) 시스템은 저대역이나 고대역에서 화자 정보의 특징이 제거되기 쉽다. 또한, 주파수 스펙트럼에 부분적으로 오염이 되는 경우, 특징 파라미터를 왜곡시켜 화자 확인 시스템의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 다중대역 공분산 모델(Covariance Model)을 제안한다. 제안한 방법은 주파수 영역에서 전대역을 여러 개의 부대역(Sub-Band)으로 분할하고, 부대역별로 독립적으로 특징 파라미터를 추출하여 공분산 모델을 구한다. 제안된 방법의 성능 확인을 위하여 공분산 모델 간의 거리를 측정하는 화자 확인 실험을 하였다. 잡음 환경에서 기존의 방법인 전대역에 기반한 공분산 모델과 제안한 방법을 비교 분석한 결과, 제안한 방법이 기존 방법보다 $2\%$정도 성능이 향상되었다. 또한, 제안된 방법은 전대역에 기반한 파라미터 차원 수를 다중대역의 개수로 분할하여 사용하므로 계산량의 감소와 저장 공간면에서 효율적이다.

본 논문에서는 GMM(Gaussian Mixture Model)을 이용한 문맥독립 화자 검증 시스템을 구현한 후, arctan 함수를 이용한 정규화 방법을 사용하여 화자검증실험을 수행하였다. 특징파라미터로서는 선형예측방법을 이용한 켑스트럼 계수와 회귀계수를 사용하고 화자의 발성 변이를 고려하여 CMN(Cepstral Mean Normalization)을 적용하였다. 화자모델 생성을 위한 학습단에서는 화자발성의 음향학적 특징을 잘 표현할 수 있는 GMM(Gaussian Mixture Model)을 이용하였고 화자 검증단에서는 ML(Maximum Likelihood)을 이용하여 유사도를 계산하고 기존의 정규화 방법과 arctan 함수를 이용한 방법에 의해 정규화된 점수(score)와 미리 정해진 문턱값과 비교하여 검증하였다. 화자 검증 실험결과, arctan 함수를 부가한 방법이 기존의 방법보다 항상 향상된 EER을 나타냄을 확인할 수 있었다.

음성처리기술은 정보화 시대를 위한 주요 기술의 하나이다. 이 중에서도 음성합성의 연구는 디지털 신호처리 기술과 컴퓨터의 발달로 활발히 진행되고 있다. 그러나 음성 합성기에 의해 발생된 합성음의 음질은 이해도 면에서는 상당한 진전이 있었지만, 자연감 면에서는 만족한 수준에 도달할 수 없었는데, 이러한 합성시스템의 문제점을 해결하는 방법은 다양하게 적용되는 언어정보와 합성음의 자연감을 결정하는 정확한 운율정보가 필요하다. 그러나 구한 운율 정보가 자연음에 존재하는 모든 운율 법칙을 포함할 수 없고, 또한 추출한 운율 법칙이 틀린 것이면 자연감이나 이해도가 떨어지는 합성음이 만들어지고 이것은 음성 합성 시스템의 실용화에 장애로 작용할 것이다. 본 논문은 한국어 음성 합성 시 문제가 되는 자연감을 높이기 위한 한 방법으로 자연음에 내재하는 운율 변화를 효율적으로 학습할 수 있는 인공 신경망을 제안하였다.

훈련 과정과 인식 과정사이의 주변 잡음과 채널 특성으로 인한 환경의 불일치는 음성 인식 성능을 급격히 저하시킨다. 이러한 차이를 극복하기 위해 다양한 전처리 방법이 제안되어 왔으며, 최근에는 스테레오 데이터와 잡음 음성의 Gaussian Mixture Model(GMM)을 이용하여 보상벡터를 구하는 SPLICE 방법이 좋은 성능을 보여주고 있다. 하지만 차원별로 특징벡터를 보상해주는 추정된 보상벡터는 underestimation되는 경향이 있으며, 그 정도가 각각의 차원마다 달라짐이 관찰되었다. 본 논문에서는 SPLICE 방법에 기반하여 추정된 보상벡터와 실제 보상벡터 사이의 관계를 관찰하여 차원별로 다른 가중치를 적용하는 차원별 가중 보상 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 Aurora2 Clean-condition인 경우 baseline 실험 결과에 비해 $68\%$의 높은 상대적인 인식 향상율을 얻었다.

일반적으로, 화상회의에서 화자의 위치를 검출하는 것은 음향 신호를 기반으로 이루어져 왔다. 그러나 물리적인 환경의 제약이나 화자 검출 시스템의 한계를 벗어나는 노이즈가 발생하는 경우에는 검출 시스템의 성능저하를 초래하게 된다. 본 논문에서는 음향 기반의 검출 시스템과 독립적으로, 혹은 상호 보완적으로 사용될 수 있는 영상 기반의 화자 검출 알고리즘에 대하여 제안하고자 한다. 화자의 위치에 관한 정보는 화상회의에 한층 사실감을 부여하는 3 차원 오디오 재생에 사용될 수 있다.

허밍에 의한 고정도의 오디오 정보 검색 시스템을 구현하기 위해서는 시스템 측에서 발생 가능한 문제점과 유저 측에서 발생 가능한 문제점을 함께 고려한 해결 기법이 요구된다. 유저 측에서는 허밍시 자신의 애매한 기억에 기인한 음표의 삽입이나 탈락과 같은 가창실수, 허밍 도중에 음정 및 박자의 불안정한 변화, 같은 곡을 노래 부를지라도 개인차에 의해 상이한 음정과 템포 등이 발생한다. 또한 시스템 측에서 발생 가능한 사항으로써, 비록 허밍질의가 완벽하더라도 입력 허밍 신호를 멜로디 매칭에 이용되는 정확한 특징량의 추출 및 음악 표기로의 변환이 어렵다는 점이다. 종래의 오디오 정보 검색 시스템에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 멜로디 표현법과 매칭 방법이 제안되고 있으나, 성능 면에서는 아직 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 본 논문에서는 허밍 멜로디의 효과적인 표현방법과 시스템 및 유저 측에서 발생 가능한 오류에 강건한 멜로디 매칭 방법을 제안한다.

Spatial Audio Coding (SAC)은 낮은 대역폭에서 다채널/다객체 오디오 신호를 전송하기 위해 제안된 기술이다. 본 논문에서는 MPEG 에서 SAC 기술의 평가 방법으로 채택된 Multi-Stimulus test with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA) 실험 절차에 대해서 설명한다. 또한 제 69 차 MPEG 회의에서 제안된 4 개 기관의 SAC 기술에 대한 청취실험을 수행하고 그 결과를 분석한다.

Spatial Audio Coding 방법 중 하나인 Binaural Cue Coding 방법은 다채널 다객체 오디오 신호를 모노나 스테레오로 다운 믹스한 신호와 spatial 큐를 전송해 디코더에서 복원하는 기술로 작은 비트 율로 다채널 오디오 신호를 전송 복원해 내는 기술이다. 본 논문은 BCC 코딩 방법에서 채널 상관도를 나타내는 ICC 파라메터에 따라 spatial cue 종류를 달리함으로써 전송되는 부가정보의 비트 율을 줄이는 방법을 제안한다.

본 논문에서는 지상파 DTV 의 저작물을 지상파 DMB 방송에 활용할 수 있는 오디오 트랜스코딩 기법에 대해 제안한다. 지상파 DTV 에서는 오디오 신호를 AC-3 방식으로 압축하는 반면, 지상파 DMB 에서는 MPEG-4 BSAC 방식을 사용한다. 각 알고리듬이 사용하는 주파수 변환 방식과 심리음향모델에 의한 비트할당 기법이라는 유사성을 이용하면, 두 방식간의 트랜스코딩 효율을 향상시킬 수 있다 실시간 변환을 요구하는 경우나 휴대기기를 위한 응용분야에서는 지연시간과 전력소모를 줄일 수 있는 잇점을 갖는다.

본 논문은 방송 및 통신 환경을 이용한 멀티채널 음향 재생 환경에서 다수 객체의 음상 정위를 보다 효과적이고 효율적으로 하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 논문에서는 전송되는 정보의 양을 최소화 하면서도 재생되는 음향공간에서는 다수의 음향 객체들이 충실하게 재생되어 자연스러운 음향공간이 재현할 수 있는 방법을 제시하고가 한다. 기존 방법의 경우, 전송 선로를 통해 음원을 압축하여 전송하기 위해서는 먼저 멀티채널 신호를 합한 모노신호와 채널 신호사이의 음량차이(ICLD), 시간지연 차이(ICTD), 상관도(ICC)등을 전송하는 양귀단서 신호화 기술(Binaural Cue Coding)을 이용하고 있다. 본 논문에서는 멀티채널 음원을 분석하여, 음원의 가상 위치정보를 벡터적으로 표현하고, 이 위치벡터와 멀티채널 음원을 하나의 모노 음원으로 다운 믹스한 신호를 전송함으로써 전송 효율을 극대화 한 압축 재생 방법을 제시한다.

본 논문은 Hspice 를 사용한 달팽이관 생역학의 능동적이며 선형적인 1 차 그리고 2 차원 모델링을 보여준다. Hspice 모델링의 장점은 달팽이관 생역학을 아날로그 IC 칩으로 구현할 수 있다는 점이다. 즉 Biochip 으로 설계하는데 활용된다. 본 논문은 달팽이관 생역학을 어떻게 전기회로 모델화한 뒤, 다시 어떻게 Hspice 코드로 표현하는 가를 보여준다. 달팽이관 회로가 Hspice 코드 실행을 위해 변형되어야만 하는 과정을 상세히 보여준다. 1 차원의 결과와 2 차원의 결과를 비교하고 있다.

각각 2개의 마이크로폰을 내장한 귓속형 보청기를 양쪽귀에 착용한 상태에서 소리의 지향성을 시뮬레이션하고 전기음향실험으로 비교하였다. 지향성 보청기의 신호 대 잡음 비율 향상을 고려하였다. 시뮬레이션을 위해 경계요소기법을 사용하였으며 본 논문에 의해 밝혀진 주파수 대역에서의 시간 지연을 DSP칩을 내장한 디지털 보청기의 지향성 조절 파라미터로 사용하고자 한다. 마이크로폰 사이의 간격을 10mm로 하였다. 가장 최적한 지향성이 출력 되기 위한 위상을 계산하였다.

혈관의 협착으로 인만 혈류의 교란과 그로 인한 초음파 반향의 영향을 튜브에 편심 협착 (eccentric stenosis)을 부착하고 돼지 혈액을 이용해 실험실에서 연구했다. 상용화된 GE LOGIQ 700 Expert 시스템과 M12L 의 선형 트랜스듀서를 이용해 B-모드 영상을 얻은 후 편심 협착 상류 지점과 하류 지점의 초음파 영상을 비교하여 분석하였다. 분당 20 회와 40 회의 박동율과 혈류속도를 바꿔가며 혈류의 교란에 따른 혈액에서의 초음파 영상을 분석한 결과, 편심 협착으로 인한 혈류의 교란으로 적혈구 응집현상이 달라져 복잡한 초음파 반향 분포가 형성되었다. 비침습적 실시간 초음파 영상은 편심 협착으로 인한 혈류의 교란과 그로 인한 혈액의 적혈구 응집 현상을 이해하고 연구하는데 도움이 된다.

Biot's theory and a modified Biot-Attenborough (MBA) model are applied to predict the dependences of acoustic characteristics on frequency and porosity in cancellous bone. The phase velocity and the attenuation coefficient predicted by both theories are compared with previous in vitro experimental measurements in terms of the mixed, the fast, and the slow waves. Biot's theory successfully predicts the dependences of phase velocity on frequency and porosity in cancellous bone, whereas a significant discrepancy is observed between predicted and measured attenuation coefficients. The MBA model is consistent with reported measurements for both dependences of phase velocity and attenuation coefficient on frequency and porosity. Based on the theoretical predictions from the MBA model, it is suggested that the attenuation coefficient of the mixed wave is dominated by the fast wave in the low-porosity region while it is dominated by the slow wave in the high-porosity region. This provides a qualitative explanation for the nonlinear relationship of attenuation of the mixed wave with porosity in cancellous bone.

압전식 충격파 쇄석기를 사용하여 대상물을 파쇄하는 과정에서 발생하는 음의 특성을 조사한 결과, 대상물이 파쇄됨에 따라 방사음이 더욱 저주파대로 이동한다는 사실을 알았다. 이 사실을 입증하기 위하여 대상물의 파쇄상태를 모델링한 대상물을 사용한 실험에서는 동일한 결과를 관측할 수 있었다. 따라서, 본 논문에서는 실험적으로 추정된 연구결과를 이론적으로 확인하기 위하여 유한요소법을 이용한 수치 시뮬레이션을 실험과 유사하게 모델링한 대상물에 실행하였고, 시뮬레이션에서 관측된 결과를 제시하여 대상 연구결과의 유효성을 입증하였다.

This study Is an measurement and prediction of transmission loss through dash panel with multi-path in a vehicle. Measurement results of transmission loss are decided by sound power measured using the sound intensity method under locating a sound source in the anechoic room and reverberant room, respectively. Prediction one is decided by multi-path analysis of dash panel composed by a various part of materials and complicated shape. Finally, two results show a great agreement between measured and predicted transmission loss.

음향재료의 성능을 예측하기 위해서는 음향재료의 여러 물성들을 알아야 한다. 그러나 음향재료의 물성들을 측정하는 것은 매우 시간이 오래 걸리며, 복잡한 작업이다. 실제로 비틀림률이나 특성길이들은 정확하게 측정하기가 상당히 까다롭고 어렵다. 음향재료 각각의 물성들이 흠음률과 표면임피던스에 미치는 영향을 파악하고 임피던스 튜브에서 측정한 수직입사 흠음률을 이용하여 물성들을 추정하였다. 추정된 물성과 실험을 통하여 얻어진 음향재료의 물성을 비교하고, 추정된 물성들을 토대로 음향학적으로 모델링된 이론식으로 예측된 흡음률과 임피던스 튜브를 이용하여 측정한 흠음률을 비교하여 타당성을 검토하였다.

고성능 복합 차음패널 개발을 위해 다양한 복합패널의 차음 성능을 측정하고 이를 토대로 최적의 설계변수를 도출하여 , 설계제한조건 내에서 최대의 차음성능을 갖는 복합차음패널을 개발하였다. 특히, 본 연구에서는 Mini-chamber를 이용함으로서, 차음측정을 위해 사용되는 $10m^{2}$ 이상의 시편 대신 $0.6m^{2}$ 의 시편을 사용함으로써, 시편 제작비 및 개발기간을 대폭 줄일 수 있었다. 주요 설계안으로서 stud를 최적화 한 결과, Mini-Chamber에서는 약 5dB의 차음 성능을 향상 시킬 수 있었으며, 잔향실 측정의 경우 약 $2^{-3}dB$의 차음 성능이 향상되었다.

발포알루미늄을 이용한 방음벽은 경량화가 가능하고 유지 및 보수가 편리하며, 기존의 흡음형 방음벽에서 주로 사용되는 글래스 울 등에 비해 환경 친화적 특성을 갖고 있다. 본 연구에서는 발포알루미늄 방음벽의 흠음성능을 평가하고, 흡음률을 향상시키기 위한 실험내용을 다루었다. 발포알루미늄 배후 공기층 내에 다양한 형상의 구조를 추가하는 실험을 통해 발포알루미늄 방음벽의 NRC 를 0.2 정도 항상 시킬 수 있었다.

단판의 차음 성능 해석에 있어서 무한판과 유한판의 가장 큰 음향학적 차이는 유한한 경계에 의해 발생하는 정재파에 있다고 할 수 있다. 하지만, 일치 주파수 이하에서는 진동 공진이 발생하더라도 음향방사효율이 비교적 작고, 따라서, 비록 그 진동 응답이 크더라도 절대적인 음향 방사 양은 작다. 이를 근거로 대부분의 유한판 해석은 비공진 성분에 국한되어 왔으나, 특정 경우 공진 투과 성분을 무시하면 해석 결과에 오차가 발생할 수 있음이 제시된 바 있다. 본 연구에서는 유한 단판의 차음 해석에 있어서 공진 투과 성분의 상대적 기여도를 수치적 해석을 통해 알아보고, 이로부터 공진 투과 성분이 해석치와 측정치 사이의 정량적 상관도에 미치는 영향을 분석하였다.

이륙과 음속 통과시 랜덤진동형태의 음향/진동환경에 노출되는 위성체의 음향/진동시험은 시제품을 완성한 후에 슨1행되므로 않은 시행착오를 겪거나, 과다한 안전계수를 사용하여 불필요한 무게증가 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 통계적 에너지 해석법 (Statistical Energy Analysis)을 이용한 선행 해석이 필요하다. 본 연구에서는 KOMPSAT-1 (Korea Multi-Purpose Satellite-1) 위성체의 SDM (Structural Dynamic Model)에 대하여 SEA 해석을 수행하였다. 감쇠 손실 인자 (Damping Loss Ffactor)는 단판을 분리하여, 연성 손실 인자(Coupling Loss Factor)는 SDM모델 하부의 두 샌드위치 패널을 분리하여 실험적으로 산정하였다.

제품 발생 소음의 음질 (sound qualify)에 대한 관심이 높아지면서, 음질 제어가 제품 경쟁력 향상에 중요한 고려 요소가 되었다. 이러한 음질에 대한 객관적인 분석을 위하여 다수의 상용 프로그램이 개발되고 있지만 라우드니스 (loudness)를 제외한 음질인자 (sound quality metrics)들은 아직 표준화 작업이 이루어지지 않았기 때문에 프로그램에 따라 차이가 발생하고 있다. 본 연구에서는 음질 분석을 위한 4 개의 상용 프로그램을 이용하여 일정 신호의 라우드니스, 샤프니스 (sharpness), 러프니스(roughness), 변동강도 (fluctuation strength)를 계산하고, 그 결과를 비교, 분석하였고, 이미 표준화 된 라우드니스를 포함한 음질인자들의 계산 결과는 프로그램에 따라 무시할 수 없는 차이가 나타남을 확인하였다. 이는 제품의 음질 평가 시 사용된 분석 프로그램 따라 그 결과가 다를 수 있음을 의미한다. 본 연구를 통해서 얻은 결과는 향후 음질 인자의 표준화 및 음질 지수 개발에 중요한 자료로 사용 될 수 있다.

최근 중대형 세단이나 SW 차량의 썬루프 개구량이 증대되고 사양의 고급화가 진행되면서 기존의 판형 디플렉터를 대신하여 새로이 튜브형 디플렉터의 이용이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 실차 무향 풍동을 이용한 실차 썬루프 바람소리 실험을 통하여 튜브형 디플렉터의 특성을 확인하였다. 튜브형 디플렉터의 성능에 영향을 줄 수 있는 인자들의 최적화를 통하여 초기 설계 사양 및 경쟁차보다 우수한 썬루프 바람소리 성능을 얻을 수 있었다.

A theoretical model has been studied to describe the sound radiation analysis for structure vibration noise of vehicle tires under the action of random moving line forces. When a tire is analyzed, it had been modeled as curved beams with distributed springs and dash pots that represent the radial , tangential stiffness and damping of tire, respectively. The reaction due to fluid loading on the vibratory response of the curved beam is taken into account. The curved beam is assumed to occupy the plane y=0 and to be axially infinite. The curved beam material and elastic foundation are assumed to be lossless Bernoulli-Euler beam theory including a tension force, damping coefficient and stiffness of foundation will be employed. The expression for sound power is integrated numerically and the results examined as a function of Mach number, wave-number ratio and stiffness factor. The experimental investigation for structure vibration noise of vehicle tire under the action of random moving line forces has been made. Based on the Spatial Transformation of Sound Field techniques, the sound power and sound radiation are measured. Results strongly suggest that operation condition in the tire material properties and design factors of the tire govern the sound power and sound radiation characteristics.

환경소음에 관한 연구는 주로 소음노출지역에 대한 소음 측정 및 사회적 조사(Social Survey)를 토대로 이루어 졌다. 이는 장기간 소음에 노출된 사람에 대한 소음평가의 수단뿐만 아니라 소음관련 법안 제정에 있어서 규제치를 결정하는 기준으로도 사용될 수 있다. 이에 반하여 본 논문에서는 소음에 대한 순간적인 반응 즉, 짧은 순간의 소음노출에 대한 주관적 반응을 알아보고자 하였으며, 방법적 측면(Methodology)에서의 제약으로 인하여 가상의 음 재현장치의 구성을 통하여 일반인을 대상으로 청감반응실험을 할 수밖에 없다. 먼저 항공기, 기차, 자동차 소음의 샘플을 녹음하여 일련의 신호처리 과정을 통하여 청감반응실험에 사용될 음원을 만들고, 청력검사를 통하여 청각에 이상이 있다고 판단되는 피검자의 데이터는 배제시킨 후 실험을 행하였다. 이러한 청감반응실험을 통하여 소음원의 종류, 성별, 연령, 소음 민감도 등에 따라 소음에 대한 성가심, 불쾌감의 정도는 다르게 나타남을 알 수 있었다.

디지털 보청기를 착용한 사람의 지향성 측정 및 시뮬레이션 비교를 위해서 실제 실험 장치(무향실)와 여러 전기음향 계측기기를 이용한 실험을 수행하는 과정에서 많은 소요 시간의 문제점이 발생하였다. 그래서 실험 시간을 단축하기 위해 본 전기음향 실험기기의 자동화 및 고속화를 연구하였다 지향성 실험을 위해 간이형 무향실이 회전하도록 설계하였고, 이에 따른 자동제어를 위한 프로그래밍을 연구하였다.

대부분의 보청기 이용자들은 자신이 장애를 겪고 있다는 사실이 알려지는 것을 꺼린다. 따라서 보청기 사용자들은 귀 바깥쪽으로 들어 나지 않는 귓속형(ITE type) 보청기를 선호한다. 하지만, 이러한 귓속형 보청기를 제작하는 것은 쉬운 일이 아니다. 보청기의 각각 부품들만을 볼 때는 그 크기가 소형이지만, 부품 모두를 귀속에 넣는다고 한다면, 공간의 확보는 꼭 필요한 사항이다. 또한 보청기는 하나의 칩(chip)에 부품이 전선(wire)을 통해 납땜이 되는 구조이다. 이는 전선의 단락을 유발할 뿐만 아니라 칩과 전선이 쉽게 떨어지며, 잦은 납Eoa 작업으로 인해 열적으로 칩의 파손까지도 일으킨다. 이를 보안하고자 여기에서는 보청기 소형화 방법으로 PCB(Printed Circuit Board)를 제시하였다. PCB 를 사용함으로써 전선의 사용을 최소화하고, 부품과 PCB 와의 직접적인 결합으로 인해 보다 견고한 보청기 제작을 목표로 하였다. 아울러 PCB 를 통한 부품의 실장으로 기존의 수작업이던 보청기 제작을 자동화와 제작 시간의 단축이라는 이점을 얻을 수 있다.

터보팬엔진등에서 발생하는 음장의 특징은 지배적인 음향모드 구조를 가진다는 점이다. 이러한 구조를 파악 해내는 것은 소음원을 찾아내고 그 소음원의 전파를 규명하여 소음을 저감하는데 중요한 기여를 할 수 있다. 음향모드의 검출을 위해서 많은 연구가 이루어져 왔으며 센서의 이용방식에 따라 원음장에서의 측정법, 회전형 갈퀴 (rotating rake)를 이용한 측정법, 덕트내 벽면에 센서를 분포시키는 측정법으로 나눌 수 있다. 이중 벽면에 센서를 위치시키는 방법은 다른 방법에 비해 빠르게 측정결과를 얻을 수 있으며 측정장치가 간단하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 기존에 이 방법의 단점으로 여겨져 왔던 많은 수의 센서를 줄이는 새로운 센서 배치에 대해 기술하였으며 측정하고자 하는 주파수에 존재하는 전체 모드의 개수와 비교하여 최소한의 센서 개수를 설명하였다.

본 논문에서는 텔레비전 수신기에서 채널 변경에 따른 음량 자동 보정 방법에 대해서 기술하고자 한다. 지금까지 텔레비전 수상기에서는 사용자가 방송 채널을 전환하는 경우 각 방송 채널마다 음량 레벨이 조금씩 다르다는 것을 느끼게 된다. 그러므로 이러한 채널 변경에 따른 음량 변화를 조정하기 위해 청취자가 리모컨으로 볼률을 조절하는 불편함을 줄이기 위해 자동으로 음량 변화를 보정하는 것이 요구된다. 본 논문은 채널 변경에 따른 음량 변화와 Dynamic Range 가 너무 큰 오디오 신호에 대해 자동으로 음량을 보정함으로써 청취자가 볼륨을 조절하는 불편함을 줄이는 자동 음량 보정 알고리즘을 제안하였다.

본 논문에서는 TeakLite DSP 프로세서를 이용하여 캠코더에서 레코딩을 할 때 모터 소음과 주변 잡음이 입력되어 오디오 신호의 명료도가 떨어지는 문제점을 해결하기 위한 잡음 제거 기법의 실시간 구현에 대해서 기술하고자 한다. 잡음 제거를 위해서는 일반적으로 많이 사용되고 있는 Spectral Subtraction 기법을 사용하였다. 알고리즘 구현시 MIPS 감소에 효과적이었던 최적화 기법들을 적용하여 TeakLite DSP 프로세서에서 최적화되어 동작하도록 하였다. 최적화된 Spectral Subtraction 어셈블리 코드는 TeakLite DSP 프로세서에서 32 kHz, 16 bit 입력에 대해 40 MIPS에서 동작하였다.

일반적으로 빔형성 방법은 다수의 독립된 소음원들을 찾아 내기 위한 매우 효과적인 방법으로 각 어레이 마이크로폰들간의 간격에 따른 위상의 차이를 이용한다. 그러나 이러한 위상차는 파장의 길이와 밀접한 관계를 가지므로 어레이의 형상 및 마이크로폰들의 위치는 주파수에 의해 제한 받으며 빔조정 벡터 또한 주파수의 함수로 여러 주파수가 섞여 있는 경우 한계가 있을 수 밖에 없다. 본 논문에서는 크기가 임의적인 음원들에 대하여 주파수와 무관한 빔조정 벡터를 구성함으로써 위상에 대한 제한 없이 소음원을 찾을 수 있는 방법을 제안하였다.

HRTF 를 사용하여 가상적인 음향 효과를 내는 시스템에서의 음의 왜곡은 필수적이다. 하지만 음성과 같은 사람이 민감하게 느끼는 부분에서의 음의 선명도 저하는 다른 대역의 왜곡보다 더욱 크게 느껴진다. 그리고 모노 및 두 채널의 주파수 특성이 비슷한 스테레오에서는 음질을 보상할 수 없다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 음의 선명도의 저하를 유발하게 하는 가상 음향 발생 필터의 특징을 분석하고, 간단한 필터 설계에 의해서 본래의 가상 음향을 그대로 유지하면서 선명도를 높일 수 있는 방법을 제시한다. 제시한 방법은 특히 모노 및 뉴스모드와 같이 음성이 많이 들어 있는 부분에서 뛰어난 성능을 보인다.

본 논문에서 는 muti-channel lattice 예측기를 사용하여 AP(affine projection) 알고리듬을 근사적으로 구현하는 알고리즘을 제안한다. Lattice 예측기의 예측 오차를 사용하여 TDL 필터 계수를 적응적으로 조정함으로써 AP 알고리듬을 근사화한다. 또한 전처리단으로 사용된 lattice 예측기를 TDL 필터와 결합함으로써 기존의 방법보다 계산량을 더욱 줄일 수 있는 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리즘은 기존의 알고리즘보다 적은 계산량을 필요로 하지 만 AP 알고리즘을 보다 근사적으로 구현할 수 있다는 장점이 있다.

한국의 전통국악기 가운데 대중들에게 가장 친근한 악기 가운데 사물놀이 악기이다. 징, 장구, 꽹과리, 북, 이 사물 악기 가운데도 특히 징악기는 소리가 웅장하고 부드러우며 감싸주는 멋이 있다. 징의 구조는 직경 $39\~40cm$인 둥근 원판과 림(Rim:전두리)으로 되어 있다. 재질은 동과 주석을 78:22의 비율로 합금한 유기(놋쇠) 제품으로 만들 때는 방짜유기로 만든다. 본 논문에서는 우선 파동방정식에 의해서 수리적으로 징의 기본 주파수를 구하고, 만곡 면으로 된 원판을 지지하고 있는 징의 Rim 두께와 깊이에 따라 징악기 소리의 세기를 나타내는 진폭과 소리 여운의 지속 시간을 변동 시키는 관계를 본 연구 논문에서 밝히고자 한다.

본 논문에서는 매 프레임 단위로 새롭게 노이즈를 추정하는 방법을 적용하는 전처리 기법을 이용하여 적응 지각필터의 속도를 향상하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 전처리 잡음 추정 알고리즘은 잡음에 열화 된 대역으로부터 잡음을 추정하여 적응 지각 필터에 적용함으로써 오디오 신호의 음질을 개선하는 알고리즘이다. 이는 처리되는 신호 구간에 따라 잡음에 열화 된 대역으로부터 잡음을 추정함으로써 초기 추정 잡음에 보다 가까운 추정 잡음을 얻을 수 있다. 결과적으로 적응 지각 필터의 수행 횟수를 효과적으로 줄일 수 있다. 이는 기존의 묶음 구간에서 추정잡음을 이용한 적응 지각 필터의 SNR 및 MNR 비교와 적응 지각 필터 적용 횟수, 동작 시간 등을 이용하여 개선을 확인할 수 있다.

본 논문에서는 저 비트오율 압축 시 발생되는 신호 왜곡을 인간의 지각적 특성을 이용하여 음질을 개선하는 알고리즘을 제안한다. 저 비트오율 압축 과정에서 손실된 고주파 영역의 신호를 부가 정보를 사용하지 않고 손실되지 않은 영역의 정보를 사용하여 고주파 영역의 신호를 첨가함으로써 음질을 개선하였다. 비 손실 영역의 순음 및 비 순음 성분을 검출하여 손실영역에 해당 하모닉 성분을 청각 자극 에너지로 스케일 하여 새로운 신호를 첨가한다. 원 신호와 저 비트오율 압축으로 인해 왜곡된 신호, 그리고 본 논문의 알고리즘을 이용하여 개선된 신호를 신호 대 잡음 비를 측정하고 청감 테스트를 통해 음질 개선 효과를 확인하였다.

산조 가야금의 경우 몸체의 뒷판에 세 개의 구멍(공명혈)이 있다. 이 구멍은, 몸체를 일정한 부피를 가진 용기로 보았을 때, 그 용기의 입구의 단면적, 다시 말해, 헬름홀츠 공진기 (Helmholtz Resonator) 입구의 단면적과 같다. 본 논문에서는 이 공명혈의 역할을 알아보기 위해, 1) 우선 기성의 산조 가야금 몸체의 세 공명혈을 모두 막은 상태, 일부만 막은 상태, 열려있는 상태에서의 몸체의 충격응답 전달함수를 측정, 분석하여 개략적으로 알아보았고, 이어서 2) 뒷판에 구멍이 전혀 없는 실험용의 산조 가야금 몸체의 제작을 의뢰하여, 뒷판 중앙에 구멍을 점차적으로 넓게 뚫어가면서, 각 단계별로 몸체의 충격응답을 측정하여, 구멍의 크기와 몸체의 충격응답 전달특성 변화 간의 상관관계를 분석 해보았다.

Due to advances in electronics very high quality audio reproduction is today possible. But the listening environment causes deviation of the audio system from the expected behavior. Firstly the listening Room significantly changes the audio signal frequencies and their phase. Secondly the position of the user in the room affects the perceived sound. With existing DSP technology it is possible to adequately correct these effects. In our work we developed a room correction system, correcting up to 7.1 channels using dual Motorola 56367 fixed point DSP's, implementing position dependent room effects measurement, real time compensation filter design and equalization filtering procedures.

편경의 기역자 모양은 하늘이 굽어 땅을 덮는다는 철학적인 의미를 가지고 있지만, 그보다는 기하학적인 구조를 통한 조율의 한 방편이었음이 가정된다. 고대 중국에서 발견된 편경은 오각형의 모양을 하고 있으나 청대에 발견된 편경은 기역자 모양을 가지고 있는 것이 이러한 가정을 뒤받침한다. 본 연구에서는 FEM 을 통한 편경의 기하학적 구조에 따른 떨기방식의 진동수를 추정하여 편경의 기역자 모양이 조율의 한 방편이었음을 제안한다.

본 논문에서는 잡음의 변화(variance)가 없는 정적인 통계적 특성(Stationary Static Characteristic)을 갖는 환경에서 잡음 추정을 통해 지각 필터의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 잡음 추정 알고리즘은 입력되는 잡음에 열화 된 신호의 묵음 구간에서 추정된 잡음을 이용하여 입력되는 잡음의 SNR을 추정 후, 대역 별로 smoothing 상수 값으로 잡음 에너지를 제어하여 첨가된 잡음을 추정함으로써 초기 추정 잡음 보다 가까운 추정 잡음을 얻을 수 있게 된다. 이는 신호를 열화 시킨 잡음을 보다 정확한 추정을 제공함으로써, 지각 필터의 응답을 개선할 수 있고 더불어 잡음에 의해 열화 된 신호의 음질을 개선할 수 있다. 또한 저 대역에 영향을 미치는 잡음인 경우 다른 방법들과는 달리 음질의 개선이 뚜렷하다. 기존의 방식과 비교를 위해 다양한 신호 대 잡음 비(signal-to-noise ratio, SNR)에서 열화 된 오디오 신호를 입력으로 사용하였다. 입력 SNR이 5dB, 10dB, 15dB와 20dB의 각각의 경우에 대하여 SSNR(Segmental SNR)과 잡음 대 마스킹 비(Noise-to-mask ratio, NMR), 음질 테스트를 수행한 결과, 청감 테스트(Mean Opinion Score, MOS Test) 결과의 향상과 음질개선의 개선을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 잡음에 오염된 신호의 지각관계를 해석하여 지각 필터 응답 제어를 통한 음성 신호 개선 알고리즘을 제안한다. 음성 신호 개선 기법은 단일 채널환경에서 사람의 청각시스템에서의 주파수 변별력을 나타내는 각각의 임계대역에 대한 전체 에너지를 나타내는 임계대역 에너지의 지각적인 확산의 영향 즉, 마스킹 확산의 영향을 나타내는 자극에너지를 이용하여 신호와 잡음 에너지에 의해 변화하는 잡음에 의한 신호의 마스킹 구간을 검출하여 묵음 구간 추출 잡음 필터응답과 추정 잡음 오차를 보상시킨 필터응답을 통한 지각 필터 응답을 보상하여 신호를 개선하는 방법이다. 실험 결과 제안한 방법을 통해 SNR에 개선과 음질 개선 효과를 얻을 수 있음을 테스트를 통해 확인하였다.

본 논문에서는 내용 기반 음악 정보 검색에 음악의 temporal 특징을 이용한 검색 방법을 제안한다. 방송환경에 적용하기 위해 검색 범위를 드라마나 영화의 배경 음악으로 사용되는 OST 앨범으로 제한하였다. 오디오의 특징 벡터로써 UFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient)를 사용하였으며 이 특징 벡터를 이용하여 VQ(Vector Quantization)로 부호화한 codeword로 오디오 신호의 시변 특성을 표현한다. 본 논문에서는 제안한 음악의 temporal 특성을 반영한 codeword-sequence를 이용하는 방법을 pitch-histogram을 기반으로 하는 방법 및 MFCC codeword-histogram을 기반으로 하는 방법과 비교하고 성능 개선을 보여주었다.

경계요소법을 이용한 음향홀로그래피 구현에 요구되는 많은 측정 노력을 줄이기 위하여 강체 산란체를 이용한 홀로그래피의 기본이론을 제시하였다. 강체산란체를 음장에 위치시켰을 때의 기본이론을 제시하고, 피스톤의 자유공간방사경우에 산란체의 거리의 변화에 따른 음향진동전달함수의 특이성 변화를 관찰하였다.

본 연구에서는 매미가 소형이면서도 광대역의 소리를 낼 수 있는 원리가 무엇인지를 파악하고 이중 음향 발생 장치 제작에 적용할 수 있는 요소를 도출하였다. 매미의 발음기관에서 가장 중요한 부분은 복부 공명실과 진동판이다. 복부 공명실은 위상 반전형 인클로져 시스템으로 모델링 할 수 있으며, 진동판은 돔 형태의 박판으로 볼 수 있다. 근육에서 발생된 입력 신호는 진동판의 곡면에 의해 판에 좌굴을 일으켜 높은 음압의 소리를 발생시킨다. 발생된 소리는 복부를 통해 위상이 반전되어 특정 대역이 강조된다. 진동판의 가장 큰 특징은 곡면구조에 의한 비선형적인 출력이며 이를 통하여 가진 주파수와 상이한 주파수 성분들을 효과적으로 발생시키게 된다. 이러한 구조를 음향 발생장치로 활용하기 위하여 단순한 곡면판의 기하학적 파라미터 변화에 따른 출력 변화 경향을 관찰 하였으며, 이러한 원리를 활용한 음향 발생장치를 구성하였다.

진공펌프의 상태를 미리 알고 대처하는 것은 수많은 진공펌프를 사용하는 반도체 회사에게는 경제적인 이익을 준다. 진공펌프의 상태를 파악하기 위해서는 실제 공정에서 많은 실험을 해야만 한다. 하지만 실제 공정에서 실험을 하기에는 많은 제약과 문제점들이 따른다. 이를 해결하기 위해 본 연구는 MFC(Mass Flow Controller)를 이용하여 실제 공정과 유사한 압력조건을 생성할 수 있는 시뮬레이션 시스템을 구축하였다.

본 논문에서는 2004 년도 춘계학회에 발표한 다중 wedge와 방음벽에 의한 음파의 회절 계산방법[1]을 여러가지 형태의 방음벽에 적용하였으며 BEM과 비교하여 정확성을 확인하였다. 상단 일부가 꺾인 방음벽에 대해 꺾는 각도, 길이변화에 따른 삽입손실을 계산하였으며 여러가지 높이의 수음점에 대해 회절을 계산하였다.

It is well known that the loss factor and Young's modulus are fundamental mechanical properties of materials. In this study. the dynamic characteristics of plastics are evaluated by using two different standard test methods which are ASTM E 756 and ISO 6721. Polycarbonate and acrylonitrile butadiene styrene were used as test specimens. In order to evaluate vibration of damping properties with temperature, we measured loss factor and Young's modulus of the specimens the temperature range between $-10^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$. The Young's modulus for polycarbonate decreased significantly as increasing temperature, while the loss factor increased. However, the Young's modulus and loss factor of acrylonitrile butadiene styrene are varied somewhat with temperature.

에어컨 실외기의 구조 방사 소음을 줄이기 위해 제진재를 적용함에 있어 구조 인텐서티(structural intensity)법을 사용할 수 있다. 에어컨 실외기 각 패널의 법선 방향의 속도는 레이져 스케닝 바이브로미터(laser scanning vibrometer)에 의해 측정되며, 측정된 데이터는 공간 주파수 영역(k-domain)으로 변환하여 구조 인텐서티 계산에 필요한 공간 미분값이 구해진다. 이러한 과정을 통하여 계산된 구조 인텐서티 중 반동 전단 구조인텐서티(reactive shearing structural intensity)값이 가장 높은 부분에 사각형 형상의 제진재를 적용한다. 본 논문은 패널에 비해 그 크기가 작은 제진재의 적용으로 에어컨 실외기의 구조 방사 소음을 줄일 수 있음을 보여준다.

파워흐름해석법은 진동에너지 흐름 형태에 따른 에너지지배방정식을 이용하는 방법으로서, 진동에너지의 공간적인 분포와 전달 경로 등을 제시할 수 있는 방법이다. 이러한 파워흐름해석법은 고주파수 대역의 진동을 해석하기 위하여 효과적으로 적용될 수 있다. 본 연구에 서는 평판 구조물 진동에 대한 파워흐름해석법의 예측 결과를 실험 결과와 비교하여 분석하였다. 분석할 진동 특성들은 손실계수, 주파수 응답함수 등을 포함한다. 그리고 이러한 분석 결과로부터 파워흐름해석법이 고주파수 진동에 효과적으로 적용될 수 있음을 보였다.

The central aspect of the research into virtual acoustic imaging for multiple listeners involves a detailed study of the relative orientation of both sources and listeners. It is vital in any multiple listener system to first establish the conditioning of the potential geometrical arrangements of transducers and listeners. In this paper, this made clear the important link between the conditioning of the electro-acoustic transfer function matrix between transducers and ears and the design of inverse filters for crosstalk cancellation. This work has been undertaken by using simple free field models of the electro-acoustic transfer functions. Therefore, optimal transducer arrangements have been identified and these have been proved by time domain solutions.

효과적인 가상음장 재현을 위한 머리전달함수(Head Related Transfer Function: HRTF) 측정 시도는 1994년에 이루어진 MIT의 Bill Gardner에 의한 KEMAR 머리전달 함수 측정 이후 이미 여러 차례에 걸쳐 이루어졌다. 그러나 대부분의 시도는 음원이 머리중심점에서 1 m 이 후에 위치한 원거리에 국한되었고 음원이 1 m나 그 이내에 위치한 근거리에서의 측정은 스피커에서 반사된 음파가 dummy head 나 피험자의 귀에 다시 들어가는 것을 막기 어려워 시도된바가 적으며 data 도 공개되지 않은 것이 현 실정이다. 음원이 머리중심점에서 1 m 보다 가까운 거리에 있는 경우 머리전달함수의 특성은 고도와 방위뿐만 아니라 거리에도 영향을 받는 것으로 알려져 있으며, 이를 알아보기 위해 무향실에 B&K HATS (Head and Torso Simulator)를 설치하고 단극음원에 가까우며 반사가 적은 스피커를 따로 제작하여 근거리 머리 전달함수를 측정하였고 이를 분석하였다.

최근 영상 자료의 저장과 검색을 위한 시스템이 많이 연구되고 있다. 방대한 양의 영상 자료를 디지털화하여 파일로 저장하고 영상에 관한 각종 정보를 데이터 베이스로 구성한 뒤, 키워드 등을 사용하여 필요한 영상을 네트워크를 통하여 검색하고 이것을 편집 등에 활용할 수 있도록 하는 것이 본 논문의 목적이다. 영상을 데이터베이스로 구축하기 위해 선행되어야 할 것은 연속적인 장면마다 또는 의미 있는 장면마다 영상을 분류하는 작업이다. 본 논문에서는 MPEG 비트스트림을 분석하여 장면 전환 지점을 자동으로 찾는 실험을 워크스테이션을 통하여 시행하였으며 기존 실행한 실험을 바탕으로 PC상에서 동영상 검색 시스템을 구현하였다. 동영상 검색 시스템은 뉴스, 드라마는 물론 각종 보안 영상 등 다양한 분야의 영상을 분석하여 장면 전환 지점을 찾고, 각 장면의 대표 영상을 저장한 뒤, 네트워크 환경에서 동영상을 검색할 수 있도록 만든 시스템이다.

본 논문에서는 고유얼굴 특성과 배경에 기반한 얼굴인식 기술을 제안한다. PCA를 이용한 얼굴 인식은 학습영역과 실험영역으로 나뉘는데, 학습영역에서 고유얼굴을 생성시키고 모든 학습영역을 이 얼굴 공간에 투영시켜 몇 개의 성분값을 저장한다. 그 후 각각의 사랑마다 저장된 성분들의 평균을 대표값으로 가지고 유클리디안 거리를 비교하여 얼굴을 인식하는 것이다. 하지만, 복잡한 배경에 있는 얼굴들을 인식할 때 EFR 방법은 얼굴인식에는 강하지만, 단정으로 조영과 환경변화에 민감하게 반응한다. 복잡한 배경에서 얼굴인식을 위해 배경 패턴을 학습하며, 배경영역은 배경패턴으로부터 생성되어 얼굴영역과 함께 얼굴 인식을 위하여 사용된다. 본 논문에서 제안한 방법이 EFR 방법보다 성능과 복잡한 배경하에서 매우 좋은 곁과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

매질 내부로 전파하는 초음파는 점성손실(viscous loss), 열전도 손실(heat conduction loss) 둥 다양한 상호작용을 통해 흡수되어 열에너지로 변환되기 때문에 매질 내의 온도 변화를 발생시킨다. 본 논문에서는 RTV 고무 내부에 47 개의 열전대를 장착하여 초음파 영상 진단기로부터 발생되는 초음파 음장에 따른 각 열전대의 채널별 온도변화의 측정결과를 제시하였다.

본 논문에서는 초음파 영상 진단기용 선형어레이 변환기를 장착할 수 있는 수조 와 128 채널의 스위칭 회로를 제작하여 변환기의 각 채널별 음향파워를 측정하였다. 실험은 128 채널 중 하나의 채널이 불량인 어레이 프로브를 대상으로 수행되었다. 측정 결과, 불량 채널의 음향 파워가 다른 채널에 비해 현저히 작게 나타남을 확인하였다.

단일 PZT보다 전기적 및 음향 특성비 우수한 Polymer/PZT 압전복합재료를 설계하고, 이것으로 초음과 트랜스듀서를 제작하여 음향특성을 고찰하였다. 폴리머의 체적 수축율 조정을 위한 충진제를 선정하고, PZT의 부피분율출 $30\~80\%$ 변화시켜 이것에 따른 전기적 특성 및 음향 특성을 비교, 검토하였다. PZT/Polymer 압전복합재료의 전기기계결합계수$(=k_{t})$는 단일 PZT 보다 우수하게 나타났으며, 음향 임피던스는 $3\~7[Mrayl]$ 정도로 낮게 조정할 수 있었다. 또한 Pulse-echo법으로 음향 송수신특성을 측정한 길과, 단일의 PZT를 사용한 경우보다 높은 진폭과 넓은 대역폭이 측정되어 음향 특성이 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

생체 피부하 약 5mm이내 영역에 대한 고분해능의 B-모드 영상을 얻는 데 사용할 수 있는 축 방향 분해능 $30{\mu}m$ 이하인 VHF 대역 초음파 트랜스듀서로서 용융석영을 음향버퍼의 하여 그 양단에 송신용 2-2 composite와 수신용 P(VDF-TrFE)를 설치한 송수신 분리형의 집속 트랜스듀서의 구조를 새로이 제안하고, 그 전기적 음향적 특성을 시뮬레이션 하였다. 그 결과, 2-2 composite 투께 $18{\mu}m$와 P(VDF-TrFE) 두께 $12{\mu}m$의 트랜스듀서는 중심주파수 43.0MHz, 비대역 $74\%$이며, 삽입손실이 25dB인 비교적 우수한 트랜스듀서가 될 수 있음을 알았다.

수중에서 사용되는 음향변환기의 성능은 사용환경 뿐만 아니라 많은 설계변수들의 조합에 의해 결정되며, 이들 설계변수들의 영향은 서로 선형 독립적이지 않은 경우가 대부분이다. 따라서 음향변환기의 최적성능을 구현하기 위해서는 각 설계변수들의 개별영향 뿐만 아니라 강호작용에 의한 영향을 동시에 고려하여야 한다. 본 연구에서는 tonpilz 변환기에 대하여 유한 요소 해석을 통하여 설계변수들이 중심 주파수, 대역폭, 음압 및 충격력에 미치는 영향을 파악하였고, 그 결과들의 통계적 다중 회귀분석을 통하여 중심 주파수 대역폭 음압 및 충격력을 이들 설계변수들의 함수로 도출하였다. 나아가 제한 최적화 기법을 이용하여 주어진 사용 환경에서 동작하면서 최대 음압을 구현할 수 있는 변환기의 최적 구조를 자동으로 결정할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 최적화 프로그램은 다중 설계변수들의 상호효과를 충분히 반영할 수 있으며, 유사한 기능의 여타 음향변환기 설계에 직접 응용이 가능할 것이다.

본 연구에서는, 초음파 단층 화상 장치의 구현을 목적으로, 횡 진동모드의 초음파 트랜스듀서를 원통 내부 벽면에 배열하고 송신부와 수신부를 선택적으로 구동하는 방식의 진단용 초음파 토모그래피의 데이터 송수신부를 제작하였다. 제작된 원통형 트랜스듀서 어레이의 평가를 위해, 각 소자의 주파수특성을 확인하였다. 또한, 원통형 트랜스듀서 어레이의 구동부의 각 진동소자에 적절한 지연시간을 부여하여 음장을 측정한 결과, 양호한 합성평면파가 방사됨을 확인할 수 있었다.

유리 전단용 스크라이빙(Scribing) 장치에 있어서 초음파 진동에 의한 절단특성의 제어 원리를 해석하고 주어진 시료에 대한 최적진동수의 판별에 대한 실험적 고찰을 수행하였다. 그 결과 가진 주파수에 따른 크랙의 깊이는 매우 큰 차이를 보이고 있었으며 최대 크랙을 생성시키는 최적 주파수 역시 시료의 길이에 따라 크게 변화함을 확인하였다.

초음파의 조차에 의한 인체내부의 온도상승의 측도로 열지수(thermal index)가 사용되고 있으며, 이는 주파수 및 음향파워에 의존한다. 초음파 조사에 의한 인체내부의 온도상승을 평가하는데 사용되는 재료를 조직 모사 물질이라 한다. 본 논문아사는 단위 음향파워에 대한 온도 변화인 열 감도(thermal sensitivity)를 새로이 정의하였으며, 이 물리량으로 조직모사물질의 성능을 평가 할 수 있다는 것을 제안하고자 한다.

산란체가 있을 때에 음장은 입사파와 산란파로 구분될 수 있다. 입사파는 산란체에 영향을 받지 않는다. 바꿔 말하면 음원으로부터 나온 소리는 청취자와 주위 환경에 무관하다. 이 논문에 제시된 입사음장 재생시스템은 주어진 공간내에서 입사음장을 재생하여 청취자에 독립적인 가상음장을 만드는 시스템이다. 입사음장 재생은 경계표면제어원칙에 기반하였다.

정합장처리는 음파를 이용하여 해양환경 변수와 표적의 위치를 추정하는 신호처리 기법을 말한다. 이를 연구 하기 위하여 2003년 10월, 2004년 5월과 10월 등 3차례에 걸쳐 음향실험을 실시하였다. 동해시 앞의 수심 100-150 해당하는 대륙붕 지역에 20채널의 수직 선배열 센서를 설치하고 저주파 예인 음원기, 토모그래피 음원, 전구 발파기를 이용하여 음향신호를 획득하였다. 측정된 해양 및 음향자료와 실험 해역에 대한 지음향 데이터 베이스를 이용하여 일차적으로 음원의 위치 및 지음향 변수를 추정하는 분석을 실시하였다. 국방과학연구소, 한양대학교, 서울대학교가 참여하는 공동실험은 앞으로 3차례 더 실시할 계획에 있다.

본 논문은 천해에서의 전구 음원 특성 연구를 수행하였다. 일반적으로 전구 음원의 특성은 수심에 따라 달라지며, 크기와 같은 물리적인 요인에 의해서도 달라지는 것으로 알려져 있다. 최근 전구 음원의 저주파 광대역 음원로써의 사용 가능성에 관한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 해상 실험 자료 분석을 통해 전구 음원 특성을 분석하였으며, 연구 결과 전구 음원이 천해에서 저주파 광대역 음원으로써 사용 가능함을 확인하였다.

본 논문에서는 천해 해양환경에서 이동 음원과 수직선배열을 이용한 실 해상 실험 자료를 이용하여 지음향 역산 및 정합장처리를 수행하였다. 협대역 신호를 이용하여 음원의 이동에 따른 전달손실을 계산하였고, 이를 음파전달모델을 이용한 결과와 비교하는 방식으로 역산의 목적함수를 구성함으로써 해저면 지음향 인자들의 평균적인 값을 역산할 수 있었다. 역산 결과로 얻은 지음향 인자들을 사용하여 정합장처리를 통해 음원의 이동경로를 추적함으로써 역산 결과의 타당성을 검증하였고, 이를 기존 지질 자료를 이용한 정합장처리 결과와 비교하였다.

정합장처리를 이용한 표적의 탐지는 다양한 종류의 간섭표적들이 존재하는 환경에서 수행될 가능성이 크며, 따라서 분해능이 높은 적응 정합장처리를 사용이 요구된다. 반면 빠르게 움직이는 고소음의 간섭표적이 존재 할 경우에는 적응정합장처리를 수행하기위한 신호단편 (snapshot) 수를 충분하게 사용할 수 없는 상황에 직면하게 된다. 제한된 신호단편을 이용하여 적응정합장처리의 CSDM (cross-spectral density matrix)을 안정적으로 추정하기 위한 목적으로 선형빔형성에서 제안되었던 광대역 STMV (steered minimum varianve) 기법을 도입하였다. MAPLE03 실험환경을 이용하여 STMV의 적응정합장처리 수치실험을 수행하고 특성을 분석하였다.

본 논문에서는 선박의 소음을 이용한 선박의 위치추적 및 지음향학적 인자의 역산 기법을 제안하였다. 예인 수평선배열에 의해 계측된 선박의 소음을 시간역전시켜(time reversed) 역전파(back propagation)시킨 음파는 해당 해양환경과 동일한 경우 원래의 음원 즉 선박의 위치에 가장 큰 에너지가 집중된다. 이러한 역전파된 신호의 집중 정도를 이용하여 음원의 위치 및 해양환경(특히 지음향학적 환경) 정보를 추정하였다. 본 역산에서 사용된 목적함수는 정합임펄스응답필터를 사용하여 음원의 위치에 집중된 정규화된 파워로 정의되었다. 최적화 알고리즘으로 유전알고리즘과 Powell 방법이 함께 사용되었다. 제안된 기법을 Elba섬 근해에서 실시된 MAPEX 2000 실험 데이터에 적용한 후 그 결과를 본 논문에서 제시하였으며 그 효용성을 확인하였다.

소음원 또는 방사음장을 가시화하기 위하여 소음원을 둘러싸는 한 면에서의 음압측정을 통해 임의의 3차원 공간상의 음향 물리량을 예측하는 음향 홀로그래피 방법이 사용되고 있으며 이때 반사파가 존재하지 않는 기본 가정을 만족해야 한다. 반사파가 존재하는 경우에는 반사파를 보정하거나 또는 반사파의 음장이 미치는 영향이 무시할 만큼 작다고 가정하여 음장 예측이 가능하게 된다. 최근 해양연구원에서는 음향 홀로그래피 방법을 이용하여 수중음장을 가시화하는 시스템을 개발하였으며 시스템 검증을 위해 무향수조 내 단순음원을 이용하여 음장예측을 수행하였다. 무향수조 표면에는 흡음처리가 되지 않아 표면 반사파가 존재하나 해석 결과 반사파의 영향이 작은 경우에는 반사파를 무시하고 음장해석의 수행이 가능함을 확인하였다.

수중음향통신 관점에서 바다와 같은 수중채널은 수십심벌에 이르는 다중경로와 빠르게 변화하는 도플러 효과가 존재한다. 따라서 신뢰성 있는 수중음향통신을 위해서는 채널 등화가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 이차 통계량 기반의 Blind Identification 알고리듬을 이용한 수중음향 채널추정 기법을 이용하여 무향수조의 채널응답을 분석하였다. 실험을 통하여 알고리듬의 추정 정확도 및 트랜스듀서 특성을 포함한 무향수조의 채널 응답 특성에 대하여 논한다.

지금까지 해양과 해양에서 음향현상의 가시화는 정적이고 평면적이어서 시,공간적으로 끊임없이 변화하고 있는 현상을 이해하는데 어려움이 있었다. 최근에 가상현실에 대한 많은 관심과 연구로 과학적 가시화 기술은 많은 발전을 가져와 그 적용역역을 점차로 넓혀가고 있다. 이에 지금까지 평면적이고 정적이었던 수중에서의 음향현상도 이를 이용하여 구체적이고, 공간적이고 동적인 표출이 가능하게 되었다. 이러한 접근으로 눈에 보이지 않는 바닷속과 그 안에서의 음향현상을 마치 우리가 살고 있는 실제 공간처럼 3 차원적으로 표현 함으로서 해양에서 일어나는 음향현상에 대한 연구/분석의 현실성을 높일 수 있게 되었다. 3 차원 개체로서 입체화 된 음파전달 현상의 가시화로부터 또다른 정보를 얻을 수 있는 가능성에 대해서 검토해 보고자 한다.

우리나라 연근해 해역에서 발생하는 적조 현상은 매년 특정 시기에 끊임없이 나타나고, 그 피해액은 해를 거듭해갈 수록 증가하고 있다. 이러한 적조 발생을 조기에 탐지할 수 있는 것만으로도 그 피해는 상당히 줄어들 것이라고 여겨진다. 본 논문에서는 우리나라 연근해 해역에서 발생하는 적조의 우점종 플랑크톤인 Cochlodinium polykrikoides를 탐지하기 위한 방법으로 C. polykrikoides 의 개체수 변화에 따른 후방산란신호를 획득하여 그 상관관계에 관한 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 주파수는 5MHz, 10MHz 이고, 적조 주의보와 적조 경보에 해당하는 개체수인 300cell/mL, 1000cell/mL 을 중심으로 개체수를 변화하였다. 필터링 후의 해수와 Cochlodinium 이 있는 해수의 체적산란 패턴 변화뿐만 아니라 Cochlodinium 의 개체수 변화에 따른 산란 패턴의 변화를 볼 수 있었다.

거리종속 해양환경에서 정상모드 모델 중 하나인 KRAKEN 과 Lambert 공식 형태의 산란 함수를 이용하여 양상태 잔향음을 모델링 하였다. 단열 (adiabatic) 정상모드 모델을 이용하여 거리종속 환경에서의 송신기와 산란체, 산란체와 수신기 사이의 음장을 계산하며 각 산란체에서의 산란 강도는 각 모드별 파수에 의한 입사각 및 산란각을 이용, 모드 조합에 의해 계산하였다. 또한 광대역 모델링을 이용하여 시간 영역에서의 잔향음 신호를 계산하였다.

이어도 해양과학기지에서 해수중으로 청음기를 내려 2004년 7월에 3일간 연속적으로 수중 배경소음을 녹음 하였다. 측정된 주파수스펙트럼을 통계처리하고 또한 시계열 신호의 특성을 분석하였다. 해상 풍속도 관측하였다. 전체적으로 한반도 주변 해양의 배경소음에 비해 상대적으로 소음레벨이 작은 경향을 보였다.

동해는 크게 북한한류계수의 지배적인 영향을 받는 북부해역, 동한난류계수의 지배적인 영향을 받는 남부해역과 이들이 만나서 극전선이 형성되는 중부해역 등 세 해역으로 구분할 수 있고 이러한 환경에서의 해군 함정의 대잠탐지환경은 같은 동해라 하더라도 크게 다를 것으로 예상된다. 본 연구에서는 저주파 거리종속 모델인 RAM 을 이용하여 평균해황 하에서 각 해역에서의 전달손실 값을 비교하였다. 음원을 수심 100m, 수신기 수심을 10m와 100m로 설정하여 실험을 하였으며 아울러 평균해황이 아닌 일정시기에 관측한 순간해황 자료를 통한 모델결과도 같이 분석하였다. 실험결과, 연안에 위치한 음원으로부터 음파가 외해로 전달됨에 따라 냉난수대간의 수온전선 영향을 받게되며 수온전선을 통과하면서 남부해역에서의 음파는 중부 및 북부해역 보다 난류의 영향을 더 많이 받게된다. 따라서 북부보다는 중부해역이, 중부보다는 남부해역에서의 전달손실값이 더 커지게 된다. 특히 이러한 경향은 북한한류계수가 발달하여 난류와 수온전선이 형성되는 8월에 더 큰 것으로 나타났다.

한국 동해시 연안역에서 2001년 6월, 2003년 5월 및 2004년 5월 해상실험 및 실시간 모니터링 부이 시스템을 통해 수집된 해양관측(수온, 유속)자료와 SAR (Synthetic Aperture Radar)위성영상을 분석한 내부파의 물리적 특성을 정리하였다. 이를 토대로 음파전달 모델(RAM)을 통해 내부파에 의한 음파전달 영향을 파악하고, 음도파관 불변 이른(Waveguide invariant theory)을 적용하여 내부파에 의한 해양 변동성을 음향학적으로 정량화 하였다.

본 논문에서는 시간영역에서 해양 음 전달 해석을 위해 엇갈림 격자에서 유사 스펙트럴 알고리듬을 기반으로 한 전산조직을 개발하였다. 유사 스펙트럴 방법은 파수 영역에서 파수에 음압의 푸리에 변환을 곱한 후 이를 역 푸리에 변환함으로서 공간 도함수를 구하는 방법이다. 유사 스펙트럴 방법은 빠른 푸리에 변환법의 사용으로 계산속도가 빠르며, 엇갈림 격자에서 이 방법을 사용하면 음 전달 현상을 정확하고 안정되게 모사할 수 있다. 무한 및 반무한 영역에서 이 알고리듬에 의한 결과가 해석해와 잘 일치함을 확인하였고, 다양한 해양환경에서 시간영역 모델링을 수행하여 스냅사진을 얻어내었으며 이 스냅사진을 통해 복잡한 해양환경에서 신호의 전파 현상을 파악할 수 있었다.

Nonlinear acoustic responses of water-saturated sediments are very important to understand nonlinear phenomena of gassy ocean sediments. Especially, the second harmonic, the sum and the difference frequency acoustic waves in water-saturated sediments can provide practical criteria to estimate the nonlinear parameter of gassy sediments. In this paper, the difference frequency acoustic wave in water-saturated sandy sediment was observed in a water tank experiment with a pulse transmission technique. Its pressure level was 12 dB higher than the background noise level at a maximum undistorted driving pressure of source acoustic transducer. The experimental results were compared with a theoretical estimation of the parametric acoustic array. The nonlinear parameter of water-saturated sandy sediment was also estimated as 73 with their comparison. This value can be utilized as the background information to estimate gas void fraction in the water-saturated gassy sandy sediment.

퇴적물의 음파전달속도에 크게 영향을 주는 온도변화에 따른 속도변화를 측정한 결과 기존에 제시되었던 값들보다 약간 낮은 값을 보여주었으나 큰 차이를 보이지는 않았다. 결국 해양퇴적물의 온도에 따른 속도 변화율은 해수에서의 변화율과 거의 유사한 것으로 보아 해양퇴적물의 경우 온도에 따른 속도 변화는 공극수의 음향특성에 크게 영향을 받는 것으로 보인다. 서로 다른 퇴적물 유형에 대하여 온도에 따른 속도변화를 조사한 결과도 절대값은 달라도 변화양상은 거의 유사한 것으로 나타났다.

HMS(Hull Mounted Sonar) 운용 시 수중음속구조의 영향에 의한 음파가 경계면(해저면, 해수면)의 반사를 통해서 근거리 음영구역(short range shadow zone)을 발생시킨다(그림 1). 따라서 본 논문에서는 다양한 수중음파탐지 무기체계 가운데 특히 단상태 (monostatic) 조건일 때 HMS에 의해 발생하는 근거리 음영구역을 최소화하는 방안을 연구하였다. 즉, 2차원 수중공간 (수심-거리)에서 빔형성기법 (beamforming)을 이용한 HMS Vertical Scanning (HMS Verscan) 기법을 제안하여 수치 실험을 수행하였다. 수치실험을 위해 HMS 운용환경에 근접한 고주파 음선모델(BELLHOP)과 잔향음 모델(HYREV)을 이용하였다. 그 결과 HMS Verscan 기법은 수평방향의 음파방사에 의해 주로 발생하는 근거리 음영구역으로 해저반사를 통하여 음파를 전달시켰고, 근거리 음영 구역에 숨어있는 표적의 탐지가능성을 높였다. 또한 실제 산란환경을 고려한 수치실험 결과에서도 부분적으로 표적이 탐지가 됨으로써 HMS Verscan 기법의 근거리 음영구역의 감소효과를 확인하였다.

본 논문에서는 남해 바다에서 디지털 데이터 전송 실험을 통하여 잃은 데이터를 이용하여 수중 초음파 전달 채널을 분석하고, 데이터 분석으로 추정된 채널 파라메타를 이용하여 수중에서 고속 및 고성능의 디지털 통신을 위하여 요구되는 디지털 처리 기법의 성능을 정확하게 분석하기 위한 수중채널 모델링을 하였다. 또한, 수중 채널 모델링은 모델링된 채널을 및 기타 파라메타를 계수 값으로 하는 FIR 구조 근간의 COSSAP 기법을 사용하였다.

추진기에 의한 소음은 선형 특성에 의한 반류 분포, 추진기 재질 및 유체 연동 등 다양한 주변 인자들에 의해 발생하여, 민수용 선박의 경우는 과도한 추진기 수중 방사 소음으로 해양 생태계 교란 및 선박 거주구역 내 과대 소음 형성의 주 요인이 된다. 더구나, 군사용 함정의 경우에는 추진기 유기 소음은 수중 방사소음의 형태로 전파되어 함정/무기 자체에 탑재된 음향센서의 기능을 저하시키는 영향을 줄 뿐 아니라, 원거리까지 전파되는 수중소음으로 인해 치명적인 자기 노출이 되어 적 함정에 의한 피탐 거리 증대라는 전술적 취약점을 초래하는 중요한 요소이다. 본 발표는 삼성 공동수조(SCAT)에서 이루어지는 추진기 유기 소음 측정에 대한 기술적 사항과 모형선-추진기 수조 시험을 통해 구해진 추진기 유기음향과 이론 및 경험식을 토대로 계산된 추진기 소음의 정량/정성적 비교를 통해, 추진기 설계 단계에서 소음수준 예측 도구로의 활용 가능성을 제시하였다.

선박에서 발생하는 소음 가운데 수중 추진기 소음은 가장 우세한 소음이다. 추진기 소음은 소나에 의해 적을 탐지하는 군용 선박에 경우 생존과 직결된 문제가 되며 쾌적함과 정숙성을 요구하는 여객선의 경우에서도 중요한 문제로 대두되고 있다. 이러한 중요성과 필요성에 따라, 본 연구에서는 수중 추진기의 비공동 및 공동 소음을 수치적으로 해석하였다. 수중 추진기 소음 해석을 위해 유동 해석이 선행되어야 하며 이는 포텐셜을 기반으로 한 패널법을 이용하여 해석한다. 소음 해석은 시간 영역 음향상사법을 이용하였으며, 공동 소음은 홀극 음원으로 모사하여 해석하였다. 또한 향후 수중 추진기의 날개 끝 볼텍스 캐비테이션 해석을 위한 기초연구로서 Eulerian-Lagrangian 접근법을 이용하여 수중익에서의 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 거동과 소음을 예측하였다.

본 연구에서는 방사임피던스의 계산에 있어서, 음향윈도우의 물질상수 및 두께의 변화에 따른 영향을 고려하였다. 전송 선로형 등가회로를 방사면과 음향 매질 사이에 삽입함으로써 방사면에서 본 자기 방사임피던스의 변화를 평면 및 곡면 배플에 대하여 계산하고 그 결과를 고찰하였다.

수십 kHz 주파수 대역에서 수중음향 투과 특성이 우수하며 기계적 물성 또한 우수한 수중음향 윈도우 재료를 개발하기 위하여 이층 구조를 가지는 폴리우레탄 시편을 제조하였으며 제조된 시편의 기계적 물성 및 수중음향 특성을 평가하였다. 이층 구조 폴리우레탄은 음향 투과 특성은 떨어지나 기계적 물성이 우수한 보호층과 기계적 물성은 떨어지나 음향 투과 특성이 우수한 음향투과층으로 이루어져 있으며 무접착 성형 방법을 이용하여 성공적으로 제조하였다. 제조된 이층 구조 폴리우레탄 시편은 보호층의 도입으로 표면 경도가 60 (shore A) 이상이었으며 감쇠 계수는 1.0dB/cm 내외를 나타내었다.

소나 시스템의 표적 탐지 성능을 향상시키기 위해 물리적으로 제한된 길이의 어레이를 확장하는 합성 어퍼쳐 소나에 대한 연구와 실험이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 왜곡된 어레이의 형상을 추정하여 왜곡을 보상한 후에 빔 영역에서 어레이를 합성하는 FFTSA(Fast Fourier Transform Synthetic Aperture) 기법의 성능을 분석하였다. 실험 데이터로는 한국 근해에서 견인 어레이로부터 획득한 데이터를 이용하였으며 실측된 데이터로 부어레이 간의 시-공간적인 위상 차이를 보상함으로써 어레이 길이를 확장하였다.

간섭신호가 광대역이거나 빠르게 기동할 경우 기존의 협대역 적응 빔형성(NABF: Narrowband Adaptive Beam-forming)기법의 성능이 크게 저하되는 것으로 알려져 있다. 이는 간섭신호가 빠르게 기동할 경우 추정된 빔패턴의 널(null)을 벗어나게 되고 협대역을 가정하여 얻어진 빔패턴의 널은 광대역 신호일 경우 이를 효과적으로 제거할 수 없기 때문이다. 이러한 환경에서 견실한 성능을 얻기 위해 NABF 기법에 미분제한조건을 주어 간섭신호 방향의 널 폭을 넓히는 기법이 알려져 있다. 본 논문에서는 광대역의 기동하는 간섭신호에 보다 견실하게 대처하기 위해 광대역 적응 빔형성 (WABF: Wideband Adaptive Beamforming)기법에 미분제한 조건을 적용하였다. 그리고 빠르게 기동하는 광대역 간섭신호가 존재하는 환경에서 모의실험을 수행하여 제안한 기법과 기존의 NABF기법 성능을 비교한다.

수중 음향 탐지 시스템에서 빔 형성 기법은 오랫동안 많은 연구자들에 의해 연구되어 왔다. 빔 형성 기법은 탐지성능에 직결되기 때문에 최적의 빔 설계는 중요한 문제가 된다. 그리고 최적의 빔 형성기를 구현하기 위해서는 개별 센서에 대한 가중회로의 구성이 필수적이며, 가중회로를 구성하기 위해서는 개별 센서에 대한 등가회로 모델링과 정합회로 설계가 필수적이다. 이전의 연구에서는 센서 등가회로 모델링 Tool과 정합회로 디자인 Tool 각각의 구성과 사용방법에 대해서 소개하였다. 이 두 가지 Tool을 모두 이용하여 센서 등가회로 및 정합회로를 모델링하였고, 이를 바탕으로 실제 가중회로를 구현하였다. 가중회로는 정합회로와 트랜스포머로 구성된다. 본 논문에서는 이와같이 구성된 가중회로와 스케일 모델에 맞게 제작된 스피커 어레이를 이용하여 빔형성 실험을 하였으며, 그 결과를 이론치와 비교하였다. 이것을 바탕으로 BeamCAD, 센서 등가회로 모델링 Tool 그리고 정합회로 디자인 Tool로 이루어진 소나 센서 디자인 Tool의 타당성을 검증하였다.

잠수함 정숙화 추세와 복잡한 해양 환경으로 대잠수함전에서 미약한 표적신호를 지속적으로 탐지하기 매우 어려워지고 있어 소나 운용자가 장시간 지속적으로 전방위 표적 탐색하는 부담이 매우 크므로 표적 자동탐지 추적 기능이 필수적이다. 본 논문에서는 장거리 예인 수동소나에 적합한 표적의 자동 탐지 및 추적기법을 제안하고 시뮬레이션과 실제 해상 환경에서 수중 표적신호로 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 소자간의 상호결합이 고려된 경우 빔 패턴 오차의 허용범위를 만족하는 개별소자의 허용오차를 분석하였다. 소나 배열을 통한 빔 패턴은 개별소자에 인가되는 가중치 뿐 아니라 소자간의 방사임피던스 즉 자기방사 임피던스와 음원 상호간의 음향적 간섭에 의한 상호방사 임피던스에 따라 달라진다. 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 상호결합이 있는 경우에 대해 1 차원과 2 차원 배열에서 주어진 빔 패턴 허용 범위를 만족하는 각 소자별 허용오차 분석하였다.

본 논문에서는 multistatic 소나망의 효과도 분석을 하였다. 특히 본 논문에서는 multistatic 소나망의 탐지 성능 분석을 통해 효용성을 알아보았다. Multistatic 소나망은 송/수신기가 분리된 일종의 다중 분산 센서 시스템으로, 최적의 탐지 성능을 갖기 위해서는 적절한 융합 규칙 및 센서 배치가 필요하다. 분산 센서 융합 기법으로 bayesian 결정 기법을 기반으로 한 융합 기법을 적용하였으며, 실제 해양 환경하에서의 탐지 성능 분석을 위해 개선된 bistatic 표적 강도 모델과 거리 종속 전송 손실 모델을 이용한 multistatic 소나망 탐지 모델을 제안하였다. 기존 소나망과의 모의 비교 실험을 통해 multistatic 소나망의 우수성을 입증하였다.

In this article we consider a single maneuvering target Tracking algorithm in the presence of missing measurements and high clutter environments for multi-sensor target tracking problem. The tracking algorithm is based on the Particle filtering method to predict and update target states. Proposed is the AMM-PF(Auxiliary Multiple Model Particle Filter)[2] method for maneuvering target tracking to improve performance in track estimate and maintenance with a high level of uncertainty. The algorithm we propose is compared to the Extended Kalman Filter(EKF). A simulation study is included.

수중음향채널의 다중경로에 의한 수신신호의 시간확산(Time spread)은 ISI를 유발하여 수중통신시스템의 성능을 저하시킨다. 시간확산에 의한 ISI를 줄이고 전송율이 높은 코히어런트(coherent) 시스템을 적용하기 위해서는 다중경로 영향을 제거해야 한다. 본 연구에서 적용하는 수동 페이저 컨쥬게이션(passive phase conjugation) 기법은 시역전 기술로 프로브 신호에 의한 시역전을 수행하여 다중경로에 의한 ISI가 감소하여 비트 오류율이 적어진다. 아울러 수신신호의 처리가 간단하여 다중경로에 의한 시간확산에 비례하는 탭수의 증가로 수신신호 처리시간이 과다한 적응등화기 기법에 비해 실시간 시스템 구현에 유리한 기법이다. 수치모의 실험으로 제안하는 기법의 성능을 해석하였다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 수중음향 데이터 통신시스템에서 도플러 편이(Doppler Shift)와 도플러 확산(Doppler Spread)의 영향을 완화하여 주파수 효율을 향상시킬 수 있는 수신신호처리 방안을 설계하고 해상에서 송수신 된 시험 데이터의 BER 로써 성능을 평가한다. 도플러 편이를 OFDM 심볼에 부가된 Cyclic Prefix 와 상관계수법을 통해 추정하였으며 도플러 확산에 의해 시간에 따라 변화하는 채널을 Time-Frequency 축상에서 $2\times1D$ MMSE 방식으로 추정한다. 해상실험 결과, $8kHz\~11kHz$ 의 전송대역을 사용 할 때 복호 전 전송률 3098bps, 송수신 소자간 거리 7km, SNR 15dB에서 약 $1\~3\%$의 BER이 추정된다.

선박의 수중방사소음은 다양한 기계류나 추진기 흑은 선체와 유체간의 상호 작용으로 인하여 여러 형태의 특성신호로 나타나며, 속력 종속적인 추진계통 신호 성분과 비종속적인 보기류 신호 성분이 혼재되어 다수의 신호성분으로 나타난다. 또한 토널 신호의 세기와 바다의 음향 전달 특성 등으로 인하여 신호가 미약하게 되거나 끊어져서 불연속하게 나타나기도 한다. 본 연구에서는 이러한 점을 해결하기 위해 선박의 Tonal성 신호를 자동으로 탐지하고 분류하기 위해 스펙트로그램 상에서 연속되는 신호에 가중치를 주어 지속성 신호여부를 판별한 후에 정해진 임계치를 초과하는 성분을 Tonal로 선정하였으며, 선정된 Tonal 신호의 발생 기원이 속력 종속/비종속적인지를 자동으로 판별하는 알고리즘을 실제 선박 방사소음에 대해 적용한 결과에 대해 보고한다.

핸드폰등에 사용되고 있는 마이크로스피커를 개발하는 과정에서 마이크로스피커의 진동특성과 음향특성 을 전산해석하였다. 해석과정에서 기초 데이터를 얻기 위하여 하이브리드 방법을 이용하여 각 부품들의 제원 및 마이크로스피커 모델링을 위한 매개변수들을 규명하였다. 전산 해석 결과와 측정한 전기 임피던스 및 음향 응답특성은 잘 일치함을 보였다. 또한, 진동특성을 분석하여 각 주파수에서의 다이아프램의 변위등 진동특성을 분석하여 다이아프램등의 형상에 따른 이상 진동현상 등을 파악할 수 있었다. 전산해석 방법을 이용하면 최적 음향특성을 위한 마이크로스피커의 다이아프램 형상 및 전자기 회로 개선에 사용할 가능성을 알 수 있었다.

일반적으로 진동판의 크기와 형태는 스피커의 음파 방출 효율과 재생대역 및 왜곡특성을 결정하는 중요한 요인이다. 지금까지 대부분의 연구결과들은 직경 25mm 이상, 두께 0.1mm 이상의 다양한 소재의 진동판으로 이루어진 스피커들을 대상으로 하였다. 그러나 현재 수요가 급증하고 있는 마이크로스피커에 사용되는 진동판들은 직경이 20mm 이하이고, 그 두께는 수십 ${\mu}m$ 필름 소재를 사용하고 있다. 이러한 이유로 마이크로스피커의 동작특성은 일반적인 스피커에 비해 재생대역이 좁고, 고조파 왜가 크게 나타난다. 본 논문은 수 십 ${\mu}m$ 두께의 필름 진동판을 사용하는 마이크스피커의 설계 시, 기본적인 특성을 예측할 수 있도록 하기 위해 진동판의 두께 변화, 단면의 곡률변화에 따른 스피커의 특성 변화를 조사하였다.

휴대용 개인 단말기기(Personal digital assistants)의 높은 보급률에 따라 초소형 스피커(Micro-loudspeaker)의 수요가 급격히 증가하면서, 초소형 스피커의 성능 개선이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 초소형 스피커의 진동판 소재로 사용되는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)와 폴리에테르 이미르(PEI)의 수지 계열 진동판과 니켈(Ni) 진동판의 방사 효율을 비교 분석하여, 진동계의 관점에서 금속 진동판의 활용 가능성에 대해 고찰하였다.

이어폰과 헤드폰의 성능 향상을 위해서는 특성에 대한 정확한 측정과 평가가 요구된다. 이어폰과 헤드폰은 room 과 같은 acoustic channel 을 거치지 않고 청취자의 귀에 직접 소리가 전달되며 ear canal 특성이 포함되기 때문에 스피커와는 다른 기준이 필요하다. 그러나 사람 귀의 canal 특성은 개인에 따른 편차가 심하여 정확한 측정 및 성능 평가에 어려움이 따른다. 본 논문에서는 이어폰과 헤드폰의 특성을 측정하는 적절한 방법을 고찰하고 측정된 데이터를 이용하여 음질 성능을 평가할 수 있는 객관적인 방법을 제시하고자 한다.

본 논문에서는 다채널 음향 시스템에서 라우드 스피커 이외의 위치에 가상음상을 정위시킬 때 발생되는 음상정위 오차 및 음색왜곡을 최소화 시키는 패닝기법을 제안한다. 기존 패닝기법의 음상정위 성능을 평가하기 위해 방향심리인자를 도입하고[1], 음색왜곡을 평가하기 위해 머리전달함수를 이용하여 실제 음원과 가상 음원과의 주파수특성 차이를 분석하였다. 이러한 객관적 성능분석을 통해 음상정위 오차 및 음색왜곡을 줄일 수 있는 새로운 패닝기법을 제안한다. 향상된 다채널패닝기법은 스테레오 및 서라운드 믹싱콘솔, 음향 편집 프로그램, 음장 재생기, 가상 서라운드 디코더 등 녹음 및 재생 전 분야에 걸쳐 사용될 수 있다.

본 연구에서는 스피커 전용 해석 소프트웨어를 이용 하이파이용 우퍼에 대한 해석결과를 기술하였다. 전용 소프트웨어를 사용하는 경우에는 범용 소프트웨어에 비하여 다양한 경계조건을 갖는 경우에는 적용할 수 없다. 해석 대상은 무한배플에 장학된 하이파이용 우퍼로서 다이아프램의 breakup 현상을 예측할 수 있었다. 또한, 다이아프램의 두께 변경과 다양한 재료 및 힘 요소의 크기에 따른 하이파이용 라우드스피커의 음향특성들을 파악할 수가 있었다.

파라메트릭 라우드스피커(parametric loudspeaker)는 초음파의 지향성 발생 특성과 발생된 초음파의 비선형 전파 현상을 이용하여 간접적으로 가청음을 발생시키는 기술을 이용한다. 이를 이용하면 소리를 직진 형태로 전파 시킬 수 있기 때문에 원하는 영역에만 음향 신호를 전달할 수 있다. 본 연구에서는 파라메트릭 라우드스피커의 연구 진행 상황을 간략히 살펴보고, 현재 이 분야에서 가장 실용적인 초음파 발생기 방식으로 알려진 압전 필름형 초음파 발생기의 디자인 기술과 이를 적용한 파라메트릭 라우드스피커에 관하여 논한다. 그리고 이러한 스피커 시스템이 실용화되기 위해 해결해야 하는 문제점을 살펴본다.

수중 음향 탐지 시스템에서 빔 형성 기법은 탐지 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 최적의 빔 설계는 오랫동안 많은 연구자들에 의해 연구되어 왔다. 실제로 최적의 빔 형성기를 구현할 때에는 각각의 센서에 대한 특성 고려와 파워를 효율적으로 전달하기 위한 정합회로의 설계가 필수적이다. 이전의 논문에서는 BeamCAD Tool을 이용한 최적 가중치의 계산, 센서 임피던스 측정 데이터와 Sensor Modeling Tool을 이용한 등가회로 모델링 그리고 Impedance Matching Tool을 이용한 정합회로 설계 기법에 대해서 소개하였다. 본 논문에서는 이러한 기법들과 함께 ABCD 전송 파라메터를 이용한 센서 가중치 보정 기법을 소개한다. 그리고 이러한 여러 기법들을 이용하여 최적빔 설계를 위한 가중회로를 구성하는 방법에 대해서 논의한다.

미숙련 작업자들에 의하여 생산되는 라우드스피커의 특성들을 분석하여 제작된 제품들의 품질 신뢰도를 분석하였다. 동일한 부품을 사용한 경우임에도 조립 제작과정에서 누적된 미확인 제작오차에 의하여 발생하는 스피커의 전기 임피던스와 음향응답특성등의 산포도를 분석하였다. 또한, 전기 임피던스 곡선들로부터 T-S 매개변수 규명법으로 규명한 스피커 매개변수들의 산포도도 분석하였다. 부품들의 질량에 대한 실측치와 매개변수법으로 규명한 결과를 비교하여 조립제작과정에서 이 값들의 변화 되는 정도도 분석하였다.

We present a recursive total least squares (RTLS) algorithm for multilayer feedforward neural networks. So far, recursive least squares (RLS) has been successfully applied to training multilayer feedforward neural networks. But, when input data contain additive noise, the results from RLS could be biased. Such biased results can be avoided by using the recursive total least squares (RTLS) algorithm. The RTLS algorithm described in this paper gives better performance than RLS algorithm over a wide range of SNRs and involves approximately the same computational complexity of $O(N^{2})$.

음장 재생기는 인공잔향기의 일부로 알려져 있었으나 실제로는 다른 접근 방법이 필요하다. 인공잔향기의 용도가 대체로 무향에 가까운 음원에 인공잔향을 가해주는 것이라면, 음장 재생기는 청취자에게 넓은 공간감을 위해 이미 잔향이 가해진 음원에 초기반사음만을 가해주기 때문이다. 본 논문에서 제안하는 음장재생기는 모사하고자 하는 공간의 충격응답에서 직접음 대비 반사음의 세기를 조절하여 sound coloration을 줄이고, 초기반사음의 패닝을 이용하여 넓은 공간감을 효과적으로 재생한다. 또한 본 음장재생기는 ITDG, LEF, Stage width, Room size, Liveness 등의 객관적 인자들을 조정할 수 있기 때문에 원하는 공간의 모사뿐 아니라 가상공간의 크기와 느낌을 변화시킬 수 있다.

마이크로폰을 이용하여 평면상에 직교형으로 배열된 음인 도래 방향 탐지 시스템을 구성하고, A/D 변환에 있어 일반저인 샘플링 기법과 spilt-beam형 어군 탐지 시스템에 적용된 4분 샘플링 기법을 이용하여 공기중에서의 음원의 토래 방향 탐지 성능에 관한 실험을 수행하였다. 일반 실내에서 단일 주파수의 음원에 대하여 직교형 마이크로폰 배열을 사용한 음인 토래 방향 탐지 시스템 및 4분 샘플링 기법의 적용이 유용함을 확인하였다.

본 논문에서는 서라운드 패닝알고리즘에서의 음색보정필터 설계기법에 대한 것으로 기존 패닝알고리즘에 음색보정필터를 추가하여 가상음원의 음색왜곡을 보정하는 알고리즘을 제안한 다. 가상음상과 실제 라우드 스피커의 머리전달함수 분석을 통해 기존 일정파워패닝알고리즘의 음색왜곡 문제점을 지적하고 이를 완화시키기 위한 새로운 패닝알고리즘을 제안한다.

서브밴드 분리에 의한 에코확산 오디오 워터마킹법은 호스트 신호를 특정 주파수 대역으로 분리하고, MPEG 심리음향 모델을 이용하여 각 대역별로 삽입되는 워터마크의 파워를 파라미터 설정 함수에 의하여 설정한다. 여기서, 본 방법의 강인성과 비지각성을 좌우하는 것은 파라미터 설정 함수가 된다. 따라서, 본 연구에서는 최대의 강인성과 최소의 음질 열화를 구현하기 위하여 청취실험을 실시하여 최적의 파라미터 설정 함수 설정방법에 대한 검토를 수행하였다.

본 논문은 시스템 인식에서 RLS의 성능을 높이기 위한 한 방법으로 UDU 행렬 분해법을 바탕으로 한 recursive total least squares (RTLS) algorithm을 제안한다. 기존의 RTLS는 Power Method에 의거해서 recursive하게 만든 형태이어서 RLS와 거의 같은 구조이다. 그러나 본 논문에서는 일반적인 Power Method가 rank-1 update를 이용하기 때문에 ill-condition에 빠질 가능성이 높은 점을 감안하여, UDU 행렬 분해법을 사용한 RTLS방법을 제안하고, 그를 시스템 인식에 적용한다.

현재 국악기의 음향특성에 대한 상세 정보가 매우 부족하며, 이러한 점보의 부재는 국악당의 설계에 있어서 최적의 음향을 전달하는 공간을 형성하지 못하게 하는 한 원인이 되고 있다. 따라서, 대표적인 각종 국악기의 음향특성을 측정하고 분류한 후 데이터베이스를 구축하면, (1) 향후의 국악 및 국악기 개발에 대한 기초연구로서 활용들 수 있으며, (2) 국악전용 연주장의 설계에 있어서 입력 데이터로 요긴하게 활용될 수 있으리라 판단된다. 본 연구는 국악기의 음향방사특성을 조사하기 위한 제 2 단계의 연구로서, 기존의 연구 [1] 에 새로운 국악기 8 종을 추가하였다. 선정된 국악기는 현악기중에서 거문고와 해금, 관악기 중에서 피리와 태평소, 타악기 중 북과 꽹가리, 징 및 남성창으로, 원거리 (far-field) 음향 방사 특성을 조사하였다.

본 연구는 국악음원의 지향특성조사연구의 후속연구로서 국악기의 음향특성을 적용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 무지향성 음원과 국악기의 지향특성의 차이를 규명하고 또한 다양한 형태의 공간에 음향시뮬레이션을 적용 할 경우 음원의 방사특성의 차이에 따른 실내음향성능의 변이를 조사하였다.

본 논문에서는 실내음향을 측정하기 위해 사용되는 음향 측정 신호인 blank pistol, maximum length sequence, sine sweep 을 이용한 충격응답 특성을 분석한다. 각 충격응답의 실내음향 인자들을 먼저 비교 분석하고 sine sweep 속도에 따른 충격응답 특성을 분석하여 최적의 실내음향 인자를 찾기 위한 sine sweep 속도를 결정한다.

방음벽의 상단모서리는 방음벽의 차음효과를 저하시키는 또 다른 허상음원으로 작용하며 이 현상은 저주파수 영역일수록 두드러지게 나타난다. 이 논문에서는 능동소음제어장치를 통해서 상단 모서리 표면의 음장을 최소화함으로써 표면임피던스의 변화를 통한 상단모서리 주변의 소리에너지의 역학과 원거리 음장에서의 효과를 고찰한다. 능동제어장치를 함유하는 상단모서리를 수학적으로 모델화하여 음장의 분포와 소리의 세기, 능동제어 효과에 영향을 미치는 조건들을 검토하였다. 수치해석적 연구를 통하여서 효과적으로 방음벽의 차음효과를 높이는 최적의 조건을 제시하였다.

본 연구는 최근에 완공한 안산문화예술회관의 다목적 공연장의 음향설계부터 시공과 완공후의 음향실험을 통한 평가에 이르기까지의 일련의 음향설계 및 시공의 과정을 소개하고 설계시의 음향설정치와 완공 후 음향측정에 의한 음향성능을 비교함으로서 다목적홀의 음향에 대한 종합적인 평가를 시행하였다.