OATSP를 이용한 마이크로폰의 주파수 특성 응답 측정 알고리즘

박병욱,김학윤,Park, Byoung-Uk,Kim, Hack-Yoon 한국음향학회 2007 韓國音響學會誌 Vol.26 No.2

마이크로폰의 주파수 응답 특성은 마이크로폰이 레벨 허용 범위로 재생할 수 있는 주파수 범위를 나타내는 것으로, 마이크로폰이 가지고 있는 특성을 평가하는 기준으로 사용되는 가장 중요한 음향 특성 파라메타 중의 하나이다. 이와 같은 마이크로폰의 주파수 응답 특성을 측정하기 위한 기존의 방법들은 그 측정 조건이 매우 까다로울 뿐만 아니라, 고가의 장비를 사용하여 측정하여야 한다는 문제점을 갖고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 마이크로폰의 주파수 응답 특성을 간단하게 측정할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 컴퓨터로 생성한 Optimized Aoshima's Time Stretched Pulse(OATSP) 신호를 표준 스피커를 통하여 발생시킨 다음, 측정하고자 하는 마이크로폰으로 수음된 신호와 역 OATSP 신호를 컨볼루션시켜 마이크로폰의 임펄스 응답을 측정하고, 이 신호를 이용하여 측정할 마이크로폰의 주파수 응답 특성을 구하는 방범이다. 제안한 알고리즘의 성능 평가는 제안한 알고리즘을 이용하여 구한 마이크로폰의 주파수 응답 특성 측정값과 그들이 갖고 있던 주파수 응답 특성 데이터를 비교 분석하였다. 비교 결과, 측정한 각각의 마이크로폰 주파수 응답 특성들 사이에 오차가 발생하였으나, 오차가 그 측정값들이 허용 오차(${\pm}3{\sim}{\pm}5dB$) 범위에 내에 있었으므로 제안한 알고리즘이 마이크로폰의 주파수 응답 특성을 측정하기에 적합한 방법임을 입증하였다. The frequency response of a microphone, which indicates the frequency range that a microphone can output within the approved level, is one of the most significant standards used to measure the characteristics of a microphone. At present, conventional methods of measuring the frequency response are complicated and involve the use of expensive equipment. To complement the disadvantages, this paper suggests a new algorithm that can measure the frequency response of a microphone in a simple manner. The algorithm suggested in this paper generates the Optimized Aoshima's Time Stretched Pulse(OATSP) signal from a computer via a standard speaker and measures the impulse response of a microphone by convolution the inverse OATSP signal and the received by the microphone to be measured. Then, the frequency response of the microphone to be measured is calculated using the signals. The performance test for the algorithm suggested in the study was conducted through a comparative analysis of the frequency response data and the measures of frequency response of the microphone measured by the algorithm. It proved that the algorithm is suitable for measuring the frequency response of a microphone, and that despite a few errors they are all within the error tolerance.

태양광 재활용을 위한 재활용센터 구축 방안

박병욱(Byoung-Uk Park),손현철(HyunChul Son) 한국태양에너지학회 2019 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.4

소형 마이크로폰의 전기적인 음향 특성 측정 시스템

박병욱(Park Byoung-Uk),김학윤(Kim Hack-Yoon) 한국컴퓨터정보학회 2007 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.12 No.3

소형 마이크로폰의 성능을 평가하는 기준으로 사용되는 전기 음향 특성 파라메타들로는 감도, 왜곡, 주파수 응답특성, 그리고 지향성이 있다. 이와 같은 특성 파라메타들은 소형 마이크로폰의 사용 목적에 따라 다르게 설계되어야하므로, 음향특성들을 정확하게 측정하여 소형 마이크로폰이 사용 목적에 적합하게 만들어 졌는지를 측정하여 확인하여야 한다. 따라서, 본 논문에서는 DSP를 이용하여 소형 마이크로폰의 음향특성 파라메타들을 동시에 측정할 수 있고, 또한 실시간에 측정할 수 있는 시스템을 구현하였다. 구현한 측정 시스템을 검증하기 위하여 네 종류의 마이크로폰의 음향특성들을 측정하고, 각 마이크로폰이 갖고 있던 음향특성 데이터 값들과 비교한 결과, 측정 환경이 동일하지 않아 비교 값들 간에 약간의 오차가 있었지만, 그 오차 값들이 허용오차의 범위 내에 분포하고 있음을 확인하였으므로 구현된 시스템이 기존의 소형 마이크로폰 음향특성 측정 장비를 대체하여 사용할 수 있음을 입증하였다. The parameters of electric acoustic characteristic used as standards to evaluate the performance of a small microphone are composed of sensitivity, harmonic distortion, frequency response, directivity and others. Such characteristic parameters should be designed differently depending on a purpose, so it is important to verify whether a small microphone was made appropriately for the purpose after measuring the acoustic characteristics. Therefore, a system that can measure the acoustic characteristic parameters of a small microphone using DSP, not only simultaneously but also in real-time, was implemented in this paper. To verify the implemented system, four kinds of microphones were measured and the results were compared with the data values of the acoustic characteristics of each microphone. There were a little discrepancy between them because the conditions when measuring the characteristics were not identical. But it was verified that the errors are within the error tolerance and it proved that the system can be used in place of the conventional equipment used in measuring the acoustic characteristics of small microphones.

청각 필터를 이용한 3차원 음향 재생 기법

박병욱(Park Byoung-Uk),서재갑(Suh Jae-Gap),김학윤(Kim Hack-Yoon) 한국정보기술학회 2007 Proceedings of KIIT Conference Vol.2007 No.-

기존의 3차원 음향 재생 기법인 SRS는 인간 귀 두뇌 관계 전달 함수(human ear brain relationship transfer function)를 이용하여 녹음 재생에서 잃어버린 공간 정보를 복귀시키는 방식으로 신호를 처리한다. 그러나, SRS기법은 가청 주파수 대역이 너무 강조되어 날카로운 잡음 성분이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서 SRS 기법의 문제점을 보완하고 새로운 3차원 음향 재생 기법을 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 가청 주파수 대역이 과도하게 강조되는 것을 막기 위하여 인간의 청각계를 모델링한 청각 필터를 이용하여 이득 값을 산출하고, 가정 주파수 대역이 자동적으로 제한되도록 설계한다. 또한, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안한 알고리즘이 SRS 기법의 문제점인 가청 주파수 대역이 과도하게 강조되는 문제점을 효과적으로 제한함을 확인하였다.

청동기시대 북한지역 방추차의 파급 양상

박병욱(Park Byoung Uk) 중앙문화재연구원 2016 중앙고고연구 Vol.0 No.21

Spindle whorls are required for spinning thread and considered as important materials related to the life ways of Bronze Age. In spite of the importance, there has been few research compared to other artifacts and it is necessary to conduct basic research. As basic research usually examines style and function, this study focuses on the stylistic aspects of spindle whorls. A fundamental question from the stylistic perspective of Bronze Age spindle whorls is related to how they spread from the North Korean regions to the South Korean regions. The author traced the changes of spindle whorl style in time and space in the North Korean regions and looked into the periods and distributions of spindle whorl forms during the initial and early Bronze Age in the South Korean regions based on those changes, thus examining the time and the route of the spread of spindle whorls. Results show that the zones of spindle whorl forms in the North Korean regions during the Bronze Age were divided into the western region (basins of Daedong River and Cheongcheon River), the eastern region (basins of Duman River), and the upstreams and midstreams of Aprok River. The earthen and stone plate forms were mainly spread to the Gyeonggi and northern Chungnam regions and to the upstreams of Geum River and Namhan River, respectively, around or before B.P. 3200. In addition, this study re-examined the place of origin of the Bronze Age material cultures. The place of origin of the Yeoksamdong Assemblage type spindle whorls in the North Korea is more likely to be from the Aprok River basins rather than the Duman River basins. 방추차는 실을 만드는데 필요한 도구로 청동기시대 생활상과 관련된 중요한 자료로 인식된다. 이러한 인식과는 달리 방추차는 다른 유물에 비해 연구 사례가 적어 기초적인 연구가 필요하다. 유물의 기초 연구는 양식과 기능에 관한 것으로, 본 연구는 양식적인 측면에서 방추차를 살펴보고자 한다. 양식적인 관점에서 살펴본 청동기시대 방추차의 기초적인 문제는 북한지역 방추차가 남한지역으로 파급되는 모습을 이해하는 것이다. 이에 본고는 북한지역 방추차 형식의 시·공간적인 변이를 파악하고 이를 기준으로 남한지역 청동기시대 조·전기 방추차 형식의 연대와 분포를 파악하여 방추차의 파급 시점과 파급 지역을 알아보았다. 분석결과 북한지역 방추차 형식의 권역은 압록강 하류·청천강·대동강유역, 두만강유역, 압록강 중·상류역으로 구분되었고, 석제 원판(A)형과 토제 원판(B)형은 남한지역 청동기시대가 형성되는 시점에 각각 금강·남한강 상류역과 경기·충남북부지역에 주로 파급되었다는 점을 알 수 있었다. 그리고 본 연구에서는 부가적으로 이러한 분석결과를 이용하여 청동기시대 물질문화유형의 기원지를 재검토하였다. 방추차를 기준으로 역삼동유형의 기원지를 북한지역에서 찾아본 결과 역삼동유형은 두만강유역보다 압록강유역에서 비롯되었을 가능성이 높다고 판단된다.

마이크로폰의 음향특성 측정 시스템 구현

박병욱(Park Byoung-Uk),서재갑(Suh Jae-Gap),김학윤(Kim Hack-Yoon) 한국정보기술학회 2006 Proceedings of KIIT Conference Vol.2006 No.-

마이크로폰의 성능을 평가하는 기준으로 사용되는 음향 특성 파라메타는 감도, 왜곡, 주파수 응답특성, 지향성 등이 있다. 이와 같은 특성 파라메타들은 우리가 사용하고자 하는 사용 목적에 따라 다르게 설계되므로, 이러한 음향특성을 정확하게 측정하여 마이크로폰이 사용 목적에 적합하게 만들어졌는지 확인하지 않으면 안 된다. 지금까지 마이크로폰의 음향특성을 측정하여 왔던 방법은 측정 조건이 매우 까다로울 뿐만 아니라 고가의 장비를 이용하여야만 하고, 또한 마이크로폰이 갖고 있는 각각의 음향특성을 각기 측정해야 한다는 문제점도 갖고 있었다. 따라서, 위에서 언급한 단점들을 보완하기 위하여 본 논문에서는 DSP를 이용하여 마이크로폰이 갖고 있는 네 가지 음향특성 파라메타들을 동시에 또한 실시간으로 측정할 수 있는 시스템을 구현하였다. 구현한 측정 시스템으로 네 가지 종류의 마이크로폰의 음향특성들을 측정하고 그들이 갖고 있던 특성 데이터들과 비교한 결과, 측정 환경이 동일하지 않아 측정 결과에 약간의 오차가 있었지만, 오차의 한계 내에 존재하고 있음을 확인하였으므로 구현된 시스템이 기존의 고가의 마이크로폰 음향특성 측정 장비를 대체할 수 있음을 입증하였다. The acoustic characteristic parameters such as sensitivity, distortion, frequency characteristic and directivity, etc. that are used by standard for estimating the performances of microphone. These parameters must be confirmed which are measured exactly and decided whether microphone was made adaptively or not. Since the previous methods that had been measured by the acoustic characteristics of microphone are very difficult measurement condition. Also these methods had the problems that have to use the expensive equipments, and must be measured separately by each acoustic characteristic. Therefore, to overcome the disadvantage of above that problems, This paper presents an implementation of the system that can be measured four acoustic characteristics of microphone by real and same time using DSP. The implemented measurement system show the results of four kinds of microphones acoustic characteristics and which compare with their acoustics characteristic datasheet. The presented measurement environment and situation is not equal to the previous methods, the presented results show slightly error in comparing with other methods. However, the experimental results of the presented system are existed with the limit results of error. Therefore, the proposed measurements system can be verified and replaced the other existing expensive microphone acoustic characteristic equipment.

소형 스피커를 위한 재생 대역 확장 기술

박병욱(Byoung-Uk Park),강경옥(Kyeong-Ok Kang),김학윤(Hack-Yoon Kim) 한국정보기술학회 2008 Proceedings of KIIT Conference Vol.2008 No.-

한국어 음성 명료도를 이용한 새로운 난청분류 방법

박병욱(Park Byoung-Uk),이건재(Lee Gun-Jae),유동구(Yoo Dong-Gu),김학윤(Kim Hack-Yoon) 한국정보기술학회 2005 Proceedings of KIIT Conference Vol.2005 No.-

난청이란 사람의 정력이 저하되거나 혹은 상실된 상태를 말한다. 난청은 수술이나 치료가 어려워 난청자에게는 보청기를 착용하는 것이 최선의 방법일 수 있다. 보청기 착용 시, 난청자의 청력 손실 값을 토대로 이득을 구하는 fitting이 수행된다. fitting의 가장 큰 목적은 난청자에게 난청이 있는 주파수 대역에 최상의 이득 값을 조절하여 줌으로써 정상인과 같은 청력으로 보상하여 주는 것이다. 또한 난청자의 난청 정도를 분류하는 기존의 방법들은 각 주파수 대역의 청력 손실 값에 일정한 가중치를 주거나 혹은 어음역에 특정한 가중치를 주어 계산하고 있기 때문에 고주파수 대역에서 청력손실이 많은 노인성 난청자(감음신경성 난청)들에게는 부적합하다는 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 위에서 언급한 문제점들을 보완하기 위하여 음성 명료도를 토대로 새로운 난청자 분류 방법을 제안한다. Hearing impairment is a state in which one's hearing has declined or been damaged. It is hard to cure hearing impairments with operations or remedies, so wearing a hearing aid may be the best option for people who have difficulties in hearing. When wearing a hearing aid, a fitting process is conducted to calculate the profit, based on the hearing loss value. The existed methods to classify the degree of hearing impairment are calculated by putting weight on the hearing loss value of each frequency range or articulation frequency band. For this reason, it is not adequate for presbycusis (sensorineural hearing loss) people who have the most hearing damage in a high frequency range. Therefore, this paper constructs a total system by gearing a hearing impaired management database and fitting system of the digital hearing aid to supplement the above-mentioned problems and suggest a new method to classify people who have a hearing impairment based on speech clarity.

Two Channel 스피커 음상 제어 알고리즘

박병욱(Park Byoung-Uk),김학윤(Kim Hack-Yoon) 한국정보기술학회 2004 Proceedings of KIIT Conference Vol.2004 No.-

3차원 음상 제어 알고리즘을 구현하기 위해서는 발생된 음의 수평과 수직의 방향을 지각할 수 있는 방향감, 음의 원근을 지각할 수 있는 거리감 및 음이 재생되고 있는 배경과 환경을 지각할 수 있는 공간감의 실현이 필수적이다. 입체 음향을 제어하기 위한 음상 제어는 스피커를 이용하여 재생하는 방법(Transaural)과 헤드폰을 이용하여 재생하는 방법(Binaural)으로 대별할 수 있다. 본 논문에서는 3차원 음상 제어 알고리즘에 관하여 논하고, 이를 Two Channel Loudspeakers를 이용하여 구현하여 재생하는 방법에 관하여 논한다. The 3-D sound image is achieved controlling a perception of the direction, distance and spatial. There are two method to reproduce it. One is the transaural, to be reproduced by loudspeakers, and another is the binaural, to be reproduced by headphones. This paper discusses the 3-D sound image control algorithm, and the method to reproduce it by two channel loudspeakers.

2채널 오디오 시스템에서 전달계 변동에 강인한 역필터 설계 기법

박병욱(Park Byoung-Uk),김학윤(Kim Hack-Yoon) 한국컴퓨터정보학회 2008 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.13 No.1

2개 이상의 스피커로 오디오 신호를 재생할 경우에 발생하는 가장 커다란 문제점은 크로스토크 현상이다. 크로스토크 현상을 제거하기 위하여 역필터를 설계하는 대표적인 방법 중 하나인 LNS 방법은 구현이 쉽고, 계산량이 적다는 장점이 있지만, 전달계의 변동이 발생하였을 경우에는 쉽게 대응할 수 없기 때문에 역필터의 성능이 저하되는 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 LNS 방법을 이용하여 초기 역필터를 설계하고, 그 역필터를 계속적으로 적응시켜 전달계가 변동하였을 때에도 변동된 전달계에 쉽게 대처할 수 있는 새로운 알고리즘을 제안하였다. 제안한 기법의 타당성을 입증하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 기존의 방법과 비교한 결과, 크로스토크 제거 성능이 전 주파수 영역에서 개선됨을 확인하였다. The crosstalk is the most serious problem in playing audio signals with more than two speakers. Usually an inverse filter is employed to remove such a phenomenon. The LNS method, one of most effective design techniques for an inverse filter, has some advantages such as easy implementation and quick computation. However, the inverse filter designed by the LNS method is not easy to adapt immediately for the delivery system change since the pre-measured impulse response is used to design the filter. In this work, we present an adaptive algorithm for the inverse filter design. With the present algorithm, the inverse filter is initially designed by the LNS methods and continuously adjusted to cope with the delivery system changes. To verify the proposed method, some simulations were carried out and the results confirmed that the performance of the crosstalk calculation can be improved in entire frequency range.