시간 영역의 빔 출력과 후보 신호 사이의 비교를 통한 소음원의 위치 추정

Abstract

본 연구의 목적은 시간 영역의 빔 출력과 후보 신호 사이의 유사도를 이용하여 관심있는 음원의 위치를 추정하는 것이다. 다수의 음원이 있는상황에서, 기존의 빔 형성 방법은 빔 출력이 최대인 음원의 위치만 추정하는 한계가 있다. 따라서 다른 음원의 위치를 추정하기 위해선 다른 방법이 필요하다. 소음원이 있는 위치 혹은 방향에서의 빔 출력은 그 음원이 내는 신호와 파형이 유사하다. 이 성질을 이용해 관심 음원의 위치를 추정하기 위해 후보 신호와 빔 출력사이의 유사도를 정량화 한다. 그리고 유사도의 최대값을 이용해 음원의 위치를 추정하고자 한다. 유사도를 정의하는 방법은 크게 두가지로 나뉜다. 먼저 직접 비교방법은 빔 출력과 후보 신호를 시간 벡터로 구성하고, 두 벡터사이의 내적과 각도를 유사도로 정의한다. 또 다른 방법으로는 간접적으로 비교하는 방법으로 신호의 스펙트로그램과 AR 모델계수로 나타내고, 상호상관과 구조 유사도를 이용해 유사도를 정의한다. 이 유사도를 이용한 위치 추정결과를 분석하고 그 성능을 알아보기 위해 주파수가 다른 두 순음 음원이 존재하는 상황에서의 위치 추정 결과와 종류가 다른 새소리가 존재할때, 두 가지 상황에 대해 모사실험을 수행했다. 그 결과 내적을 이용한 방법과 스펙트로그램 사이의 구조 유사도를 적용했을때 관심 음원의 위치를 추정할 수 있다.