결합된 마이크로폰 배열이 적용된 전방향 초소형 음향카메라AN OMNIDIRECTIONAL COMPACT SOUND CAMERA APPLIED WITH THE COMBINED MICROPHONE ARRAY

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음향인텐시티 벡터 계산을 통한 음원위치 추정법은 낮은 Helmholtz 수에서 높은 정확도를 가진다는 이점 때문에 마이크로폰 어레이의 크기를 소형화 하는데 적합한 방법이다 [1]. 그러나 높은 Helmholtz 수에 대해서는 입자속도를 근사화하는 과정에서 발생하는 유한차분오차 및 마이크로폰이 배열된 형태에 따른 array directional response(ADR)가 공간상에서 불균일함에 따라 발생하는 공간편향오차에 의해서, 음향인텐시티 벡터 계산법이 적용가능한 상한 주파수가 제한된다 [2]. 본 연구에서는 마이크로폰 배치 방법에 따라 발생하는 공간편향오차를 분석하고, 결합된 마이크로폰 배열을 적용함으로써 ADR을 균일하게 하여 공간편향오차를 최소화할 수 있는 방법에 대해 논의한다. 결합된 마이크로폰 배열은 5개의 MEMS 마이크로폰을 잘려진 별팔면체 형태로 [2], 직경 38 mm 인 구 형태의 전방향의 화각을 갖는 카메라에 설치하였으며, 이를 통해 전방향에 대한 음원 위치 추정이 가능한 초소형 음향카메라를 구현하였다. 강체 구면 산란을 고려하였을 때 [3], 설계된 음향카메라의 적용 가능한 유효 상한주파수는 3600 Hz 이며, 시뮬레이션 및 실험을 통해 이를 검증하였다. 제작된 음향카메라를 이용하여 무향실 및 T30=0.35 s 인 실내에서 kd<3.0에 대한 음원위치 추정 실험을 수행하였으며, 실시간 음원 위치 추정을 모니터링 할 수 있는 GUI를 통해 음원의 발생 위치를 정밀하게 추정할 수 있음을 확인하였다. 또한 구현된 시스템에 Beamforming 및 TDOA 알고리즘을 적용하여 음원위치 추정 결과를 비교하였으며, 이를 통해 음향인텐시티 벡터 계산을 통한 음원위치추정 방법이 소형화된 모듈에서 추정 정확도가 높은 방법임을 검증하였다.
Publisher
한국음향학회
Issue Date
2021-05-07
Language
Korean
Citation

2021 한국음향학회 춘계학술발표대회

URI
http://hdl.handle.net/10203/285673
Appears in Collection
ME-Conference Papers(학술회의논문)
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