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결함소자를 갖는 어레이를 위한 방향 탐지 기법에 관한 연구
김기만,윤대희,차일환,Kim, Ki-Man,Youn, Dae-Hee,Cha, Il-Whan 한국음향학회 1997 韓國音響學會誌 Vol.16 No.4
In this paper, some problems that occur from faulty elements in a direction finding system composed of the linear array are studied and the method which improves the performance is proposed. The fault element means the sensor that has no output or highly reduced gain than other normal sensors. In the case of the presence of faulty elements, the performance of the conventional the spatial spectrum subject to a constraint. The corrected spatial spectrum is obtained by this vector. The computer simulations have been performed to study the performance of the proposed method. We have compared the proposed method with the subaperture processing method of one of the previous works. 이 논문에서는 선형 어레이로 구성된 방향 탐지 시스템에서 결함 소자가 발생하였을 경우 발생되는 문제점들을 제시하고, 시스템의 성능을 개선하기 위한 방법을 제안하였다. 여기서 결함 소자란 센서의 출력이 없거나 정상적으로 동작하는 센서에 비해 그 이득이 크게 감쇄되어 미세한 출력을 얻는 현상을 의미한다. 결함 소자 발생시에 기존의 방향 탐지 방법들의 성능은 크게 저하된다. 제안된 방법에서는 제한 조건을 만족하면서 공간 스펙트럼 값을 최대화하는 방향으로 보정 벡터값을 구하며, 이 보정 벡터를 이용하여 개선된 성능을 갖는 공간 스펙트럼을 얻는다. 제안된 방법의 성능을 고찰하기위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며 기존의 결함 소자 문제 해결 방법중의 하나인 부분 처리 방법과 비교하였다.
Warped Common Acoustical Pole and Zero 방법을 이용한 효율적인 공간 등화
이준호,박영철,윤대희,이석필,Lee, Jun-Ho,Park, Young-Cheol,Youn, Dae-Hee,Lee, Seok-Pil 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.1
본 논문에서는 warped common acoustical pole and zero (WCAPZ) 모델링 방법을 이용한 새로운 공간 등화 방법을 제안한다. 제안한 방법은 저주파 영역의 등화 성능을 감소시키지 않으면서 등화 필터의 차수를 줄일 수 있는 장점을 가진다. 따라서 제안된 공간 등화 시스템은 기존의 블록 변환 방법에 비해 연산량은 비슷하면서도 적은 입출력 지연을 가지게 된다. 컴퓨터 모의실험을 통해 제안된 방법이 기존의 기법에 비해 저주파 영역에서 좋은 공간 등화 성능을 보임을 검증하였다. This paper presents a new method of designing room equalization filters using a warped common acoustical pole and zero (WCAPZ) modeling. The proposed method is capable of significantly reducing the order of the equalization filters without sacrificing the filter performance, especially, at low frequencies. Thus, the associated input-output delay is much smaller than the conventional block transform method while its computational complexity is comparable to it. The computational complexity also is still comparable to the conventional room equalization method, since the filter is implemented in the linear frequency domain after the pole-zero dewarping. Simulation results confirm that the use of the proposed algorithm significantly improves the room equalization over a range of low frequencies.
프로세서 구조에 따른 DCT 알고리즘의 구현 성능 비교
이재성,박영철,윤대희,Lee Jae-Seong,Pack Young-Cheol,Youn Dae-Hee 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.6C
본 논문에서는 MPEG 오디오 부호화 과정 중 서브밴드 필터뱅크를 구현하기 위해 사용되는 DCT(Discrete Cosine Transform) 과정에 대해 구현 시스템의 구조에 따른 DCT 알고리즘의 구현 결과와 성능 차이를 분석한다. 고속 DCT 알고리즘은 코사인 계수의 내적을 통해 구하는 직접 구현 방법보다 연산량이 현저하게 적은 것으로 알려져 있지만, 피연산자의 어드레스가 불규칙적이고 출력 데이터를 재정렬하는 과정이 필요하기 때문에 규칙성이 결여되며, 재정렬만을 위한 추가적인 연산이 필요한 경우도 있다. 따라서 DSP와 같이 반복적인 연산을 고속으로 수행하기 위해 최적화된 구조의 하드웨어에서는 알고리즘의 규칙성이 높은 직접 구현 방법에 비해 고속 알고리즘이 불리한 측면이 있으며, 더욱이 유효 자리수를 제한하는 경우, 직접 구현 방법에 비해 더 많은 프로세싱 단계를 거쳐야 하므로 누적 오차가 커진다. 본 논문에서는 알고리즘의 규칙성과 각 프로세서의 연산 방법간의 관계와 유효 자리수에 따른 누적 오차를 분석하고 프로세서의 구조에 따른 고속 알고리즘의 선택 기준을 제시하였다. This paper presents performance and implementation comparisons of standard and fast DCT algorithms that are commonly used for subband filter bank in MPEG audio coders. The comparison is made according to the architectural difference of the implementation hardware. Fast DCT algorithms are known to have much less computational complexity than the standard method that involves computing a vector dot product of cosine coefficient. But, due to structural irregularity, fast DCT algorithms require extra cycles to generate the addresses for operands and to realign interim data. When algorithms are implemented using DSP processors that provide special operations such as single-cycle MAC (multiply-accumulate), zero-overhead nested loop, the standard algorithm is more advantageous than the fast algorithms. Also, in case of the finite-precision processing, the error performance of the standard method is far superior to that of the fast algorithms. In this paper, truncation errors and algorithmic suitability are analyzed and implementation results are provided to support the analysis.
복수정현파 소음제거를 위한 Filtered-x LMS 알고리듬의 수렴 특성에 관한 연구
이강승,이재천,윤대희,강영석,Lee, Kang-Seung,Lee, jae-Chon,Youn, Dae-Hee,Kang, Young-Suk 한국음향학회 1995 韓國音響學會誌 Vol.14 No.2
Filtered-x 최소 평균 제곱(LMS:Least Mean Square) 적응 필터가 능동 소음 제거에 사용될 때 적응 필터 출력과 오차신호 사이의 전달 특성 추정이 요구된다. 본 논문은 소음이 복구 정현파(multiple sinusoids) 신호로 구성될 때 filtered-x 적응 소음 제거 알고리듬을 유도하고 수렴 특성을 이론적으로 분석하였다. 알고리듬의 수렴 분석 결과, 알고리듬에 사용되 파라미터 추정의 부정확성으로 수렴 성능 저하를 가져오는데 위상 추정 오차와 추정 이득에 의하여 특정 지워진다는 사실을 알았다. 특히, filtered-x 최소 평균 제곱 알고리듬의 수렴은 위상 응답 추정의 정확도로부터 많은 영향을 받는다는 것을 보였다. 이 알고리듬에 대한 컴퓨터 모의 실험 결과 이론적인 수렴 분석과 잘 일치함을 보였다. Application of the filtered-x LMS adaptive filter to active noise cancellation requires to estimate the transfer charactersitics between the output and the error signal of the adaptive canceler. In this paper, we derive the filtered-x adaptive noise cancellation algorithm and analyze its convergence behavior when the acoustic noise consists of multiple sinusoids. The results of the convergence analysis of the filtered-x LMS algorithm indicate that the effects of the parameter estimation inaccuracy on the convergence behavior of the algorithm are characterized by two distinct components : Phase estimation error and estimated gain. In particular, the convergence is shown to strongly affected by the accuracy of the phase response estimate. Simulation results are presented to support the theoretical convergence analysis.
김원구,신원호,윤대희,Kim, Weon-Goo,Shin, Won-Ho,Youn, Dae-Hee 한국음향학회 1996 韓國音響學會誌 Vol.15 No.2
본 논문에서는 상태간의 천이가 특정한 시간 구간에서만 발생하도록 하는 천이 제한(transition constrained) HMM를 제안하고 잡음 환경에서의 성능을 평가하였다. 천이 제한 HMM는 상태 지속을 제한하고 음성 신호의 시간적 변화를 단순하고 효과적으로 표현할 수 있다. 제안된 천이 제한 HMM은 기존 HMM 보다 성능이 우수할 뿐만아니라 계산량도 매우 감소한다. 제안된 방법의 성능을 평가하기 위하여 반연속(semi-continuous) HMM을 이용하여 잡음이 SNR 20, 10, 0 dB로 첨가된 음성에 화자독립 단독음 인식실험을 수행하였다. 실험 결과에서 제안된 방법은 잡음에 강인한 특성을 나타내었다. 두 가지 종류의 잡음을 SNR 10dB로 첨가하여 사용한 경우, 천이제한 HMM의 인식률은 기존 HMM의 단어 인식률 81.08%와 75.36%에 비하여 각각 7.31%와 10.35% 향상되었다. In this paper, transition constrained Hidden Markov Model(HMM) in which the transition between states occur only within prescribed time slot is proposed and the performance is evaluated in the noisy environment. The transition constrained HMM can explicitly limit the state durations and accurately de scribe the temporal structure of speech signal simply and efficiently. The transition constrained HMM is not only superior to the conventional HMM but also require much less computation time. In order to evaluate the performance of the transition constrained HMM, speaker independent isolated word recognition experiments were conducted using semi-continuous HMM with the noisy speech for 20, 10, 0 dB SNR. Experiment results show that the proposed method is robust to the environmental noise. The 81.08% and 75.36% word recognition rates for conventional HMM was increased by 7.31% and 10.35%, respectively, by using transition constrained HMM when two kinds of noises are added with 10dB SNR.
현동일,박영철,윤대희,Hyun, Dong-Il,Park, Young-Cheol,Youn, Dae Hee 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.49 No.11
본 논문에서는 스테레오 패닝 시스템에 대해 기존의 진폭 패닝이 가지는 문제점을 분석하였다. 이러한 문제점이 피드포워드 빗형 필터 형태로 발생하는 것을 관찰하고 이를 해결하기 위하여 피드백 빗형 필터를 사용한 스테레오 진폭 패닝 시스템을 제안하였다. 방향 인지에 대해 중요한 단서인 양이간레벨차의 차이가 최소가 되도록 하여 빗형 필터를 설계하였으며 제안된 시스템이 방향 인지에 관련된 대역에 대해 선택적으로 동작하도록 주파수 대역을 설정하였다. 제안된 시스템의 성능을 주관적 음질 평가를 통하여 검증하였다. In this paper, the problems of the conventional amplitude panning method for a stereophonic panning system are analyzed. We observed that the distortion showed a feedforward comb filter response. As a remedy to this distortion, we propose a stereophonic panning system using a feedback comb filter. The comb filter is designed to minimize the difference between interaural level difference(ILD) of the proposed system and that of HRTF because ILD is most salient cue for the perception of the source direction. The proposed system is configured to operate selectively for the frequency band related to the source direction. The performance of the proposed system is verified by subjective listening tests.
복수 정현파 입력신호에 대한 최소평균사승 알고리듬의 수렴 특성에 관한 연구
이강승,이재천,윤대희,Lee, Kang-Seung,Lee, Jae-Chon,Youn, Dae-Hee 한국음향학회 1995 韓國音響學會誌 Vol.14 No.1
본 논문은 입력 신호가 복수 정현파(multiple sinusoids) 신호로 구성되고 측정 잡음이 가우시안일 때 최소평균사승(least mean fourth : LMF) 알고리듬의 수렴 특성을 새로운 해석 기법을 적용하여 이론적으로 분석하였다. LMF알고리듬은 오차 신호의 4승을 비용 함수(cost function)로 하여 gradient-descent 방법으로 구한 적응 알고리듬인데 기존 Walach 와 Widrow의 수렴 특성 분석에서는 이루어지지 않았던 계수 추정 오차에 대한 2차 모멘트의 과도기 상태 수렴 특성을 본 논문에서 새로이 제시하였다. 결론적으로 가우시안 측정 잡음의 분산과 수렴 상수의 크기에 따라 서로 다른 수렴 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 결과는 기존 Walach 와 Widrow의 분석 기법으로서는 알 수가 없었다. In this Paper we study the convergence behavior of the least mean fourth (LMF) algorithm where the error raised to the power of four is minimized for a multiple sinusoidal input and Gaussian measurement noise. Here we newly obtain the convergence equation for the sum of the mean of the squared weight errors, which indicates that the transient behavior can differ depending on the relative sizes of the Gaussian noise and the convergence constant. It should be noted that no similar results can be expected from the previous analysis by Walach and Widrow.
HMM with Global Path constraint in Viterbi Decoding for Insolated Word Recognition
김원구,안동순,윤대희,Kim, Weon-Goo,Ahn, Dong-Soon,Youn, Dae-Hee The Acoustical Society of Korea 1994 韓國音響學會誌 Vol.13 No.e1
상태 지속 밀도를 사용하는 hidden Markov Models(HMM/SD)은 음성 신호의 시간적인 변화를 보다 명확하게 나타낼 수 있다 그러나 상태 지속 밀도가 완만하거나 제한된 상태가 길면 이러한 장점은 감소된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 논문에서는 상태간의 천이가 특정한 시간 구간에서만 발생하도록 하는 전에 경로 제한 조건을 갖는 HMM/GPC를 제한한다. HMM/GPC는 상태 지속을 제한하고 음성 신호의 시간적 변화를 단순하고 효과적으로 표현할 수 있다. 또한 HMM/SD와 HMM/GPC를 결합한 새로운 형태의 HMM/SD+GPC를 제안하고 성능을 비교하였다. HMM/GPC는 기존 Viterbi 알고리즘을 약간 수정하여 구현될 수 있다. HMM/GPC와 HMM/SD+GPC는 기존 HMM과 HMM/SD에 비하여 우수한 성능을 보일 뿐만아니라 계산량도 매우 작다. 화자도립 단독음 인식 실험에서, HMM/GPC(1.6%)의 최소 오차는 기존 HMM보다 1.1% 낮았고 계산량도 57% 감소하였다. Hidden Markov Models (HMM's) with explicit state duration density (HMM/SD) can represent the time-varying characteristics of speech signals more accurately. However, such an advantage is reduced in relatively smooth state duration densities or ling bounded duration. To solve this problem, we propose HMM's with global path constraint (HMM/GPC) where the transition between states occur only within prescribed time slots. HMM/GPC explicitly limits state durations and accurately describes the temproal structure of speech simply and efficiently. HMM's formed by combining HMM/GPC with HMM/SD are also presented (HMM/SD+GPC) and performances are compared. HMM/GPC can be implemented with slight modifications to the conventional Viterbi algorithm. HMM/GPC and HMM/SD_GPC not only show superior performance than the conventional HMM and HMM/SD but also require much less computation. In the speaket independent isolated word recognition experiments, the minimum recognition eror rate of HMM/GPC(1.6%) is 1.1% lower than the conventional HMM's and the required computation decreased about 57%.