시뮬레이션과 청감실험을 통한 공연장 형태별 음향성능 비교분석

강찬우,한찬훈 한국음향학회 2023 韓國音響學會誌 Vol.42 No.3

In this study, the acoustic performance was analyzed by architectural shapes of the hall. There are four architectural shapes of halls. They are rectangular, horseshoe, surround, and fan-shape. Eight acoustic parameters were used to determine the acoustic performance. These are RT60, EDT, C80, BQI, LF, Gmid, G125 and ITDG. First, measurement data of famous concert halls around the world were analyzed. The correlation coefficient R was obtained by regression analysis of the relationship between the subjective ranking of the halls and the acoustic parameters. It was found that BQI, G, and ITDG have higher correlation coefficients R. Also the average of acoustic parameters for each architectural shape were obtained. The total acoustic performance for each shape was calculated by using the correlation coefficient R as a weight for each acoustic parameters. As a result, rectangular halls and horseshoe halls showed good acoustical performances. Second, 3D models of each architectural shape were created and acoustic simulation had been performed. The simulation was performed by creating 3D models of each four shapes of concert halls with the same volume and sound absorption coefficient. Listening test was carried out using the sound source which is created from impulse responses of 3D model. As a result, rectangular hall and horseshoe hall showed the best performance however surround hall and fan-shaped hall showed relatively poor performance. 본연구에서는 홀의 건축형태에 따른 음향성능을 분석하였다. 홀에는 4가지 건축 형태가 있다. 장방형, 말발굽형, 서라운드형(Surround), 부채꼴형이다. 음향성능을 분석하는데 RT60, EDT, C80, BQI, LF, Gmid, G125, ITDG 총 8 개의 음향인자를 사용하였으며 건축형태에 따른 음향성능을 연구하기 위해 두 가지 접근 방식을 사용하였다. 첫째 전세계 유명 콘서트홀의 측정 데이터를 분석하였다. 설문조사로 조사한 홀의 주관적 선호도와 측정된 음향 인자 사이의관계를 회귀 분석해 상관계수 R을 얻었으며 각 공연장 형태별 음향인자 측정데이터 평균을 구하였다. 각각의 음향 인자에 대한 가중치로 상관계수 R을 사용해 각 형태별 음향 성능을 계산하였다. 그 결과 장방형 홀과 말밥굽형 홀이 좋은음향 성능을 보였으나 부채꼴형 홀의 음향성능은 좋지 않았다. 둘째, 각 건축형태별 3D 모델을 만들어 음향 시뮬레이션을 수행했다. 동일한 체적과 흡음계수를 가지는 장방형, 말밥굽형, 서라운드형, 부채꼴형 3D 모델을 만들어 시뮬레이션을 진행해 음향인자 값을 산출하였다. 또한 형태별 3D 모델의 임펄스 응답을 사용해 가청화 시제를 만들어 청감실험을 진행하였다. 그 결과 장방형 홀과 말굽 홀이 가장 좋은 음향성능을 나타냈으며 서라운드형과 부채꼴형은 상대적으로 떨어지는 음향성능을 나타내었다.

문자소 기반의 한국어 음성인식

이문학,장준혁,Lee, Mun-hak,Chang, Joon-Hyuk 한국음향학회 2019 韓國音響學會誌 Vol.38 No.5

본 논문에서는 한국어 음성인식기 음향모델의 출력단위로 문자소를 제안한다. 제안하는 음성인식 모델은 한글을 G2P(Grapheme to Phoneme)과정 없이 초성, 중성, 종성 단위의 문자소로 분해하여 음향모델의 출력단위로 사용하며, 특별한 발음 정보를 주지 않고도 딥러닝 기반의 음향모델이 한국어 발음규정을 충분히 학습해 낼 수 있음을 보인다. 또한 기존의 음소기반 음성인식 모델과의 성능을 비교 평가하여 DB가 충분한 상황에서 문자소 기반 모델이 상대적으로 뛰어난 성능을 가진다는 것을 보인다. This paper is a study on speech recognition in the Korean using grapheme unit (Cho-sumg [onset], Jung-sung [nucleus], Jong-sung [coda]). Here we make ASR (Automatic speech recognition) system without G2P (Grapheme to Phoneme) process and show that Deep learning based ASR systems can learn Korean pronunciation rules without G2P process. The proposed model is shown to reduce the word error rate in the presence of sufficient training data.

위성 발사체 구조 개발을 위한 음향/진동 연구

박순홍 한국음향학회 2020 韓國音響學會誌 Vol.39 No.4

Acoustic and vibration research activities for the structural development of Korean space launch vehicles are introduced in this paper. Various dynamic loads exerted on a launch vehicle during its operation are summarized. The acoustical design method of payload fairings which protect satellites from harsh launch environment was reviewed. Several acoustic research activities were performed to enhance the analytical prediction ability during the development period of the Naro and the Nuri launcher. Specifically, the following research activities are reviewed: a test and vibro-acoustic analysis of composite cylinders whose layup properties are varied, a research on low-frequency acoustic load reduction by an acoustic resonator array and an acoustic test on the cylinder part of the Naro payload fairing. A vibro-acoustic analysis result for the Nuri launcher was introduced and predicted acoustic and vibration levels and measured ones are shown to be in a good agreement. 본 논문은 우주 발사체 구조 개발을 위한 음향/진동 연구의 개요와 음향 해석 및 시험 기술의 국내 현황을소개하고 있다. 먼저 발사체 운용중에 받는 동하중에 대하여 요약, 정리하고 위성체를 보호하기 위한 페이로드 페어링의 음향 하중 저감 설계 및 해석 방법을 소개하였다. 나로호부터 현재 한국형발사체 페이로드 페어링까지 음향 보호시스템의 최적 설계를 위해 구조 진동-음향 연성 해석 성능의 향상을 도모하였으며, 이를 위한 연구 활동을 살펴보았다. 구체적으로 적층 구조가 다른 복합재료 실린더에 대한 음향 하중 저감 성능 해석 및 검증 시험, 음향 공명기 배열을 적용하기 위한 인클로저 음향 시험, 나로호 페어링 실린더부에 대한 음향 가진 시험 및 해석 등의 결과를 소개하였다. 현재개발중인 한국형 발사체(누리호)의 페이로드 페어링 음향 하중 저감 해석 및 시험 결과를 소개하였으며 해석 결과가실험 결과를 잘 예측함을 보였다.

콘서트 홀에서 선호되는 음향특성에 관한 연구

최영지,Choi Young-Ji 한국음향학회 2005 韓國音響學會誌 Vol.24 No.2

본 연구는 주관적 음향평가를 통하여 콘서트 홀에서 선호되는 음향특성과 중요한 음향지표 조사에 그 목적이 있다. 호주의 두 콘서트 홀 (이하 Hall A와 Hall B로 가칭함)에서 더미헤드 (Dummy Head)로 녹음된 음악을 이용하여 음향평가를 위한 청감실험을 통해 실시하였다. 평가된 두 콘서트 홀의 음향선호도는 측정된 음향지표와의 상관도를 분석하여 실제 홀에서의 음향평가에 기여하는 음향지표를 조사하였다. 청감실험에서 피험자들은 Hall B가 Hall A에 비해 음향적으로 우수하다는 결과를 보여주었으며, Hall A의 낮은 음향선호도는 전문음악가와의 인터뷰조사결과와 유사하였다. 두 콘서트 홀의 음향평가에 가장 중요한 음향지표는 음압레벨로 밝혀졌다. This study deals with a subjective assessment to investigate the preferred acoustic conditions and determine the important acoustical parameters in concert halls. A subjective test was carried out using dummy head recorded sounds made in actual halls in Australia (referred to as Hall A and Hall B) to evaluate the acoustic performance of two halls. The results of subjective tests were then correlated with measured acoustical parameters to investigate the significant determinants for the preference judgements. The listeners show a stronger Preference for seats in the Hall B than those in the Hall A. The low preferences for seats in the Hall A are in agreement with live performance ratings assessed by musicians. It is found that the sound level is the most significant acoustical parameter for evaluating the overall acoustic preference in the two halls.

국악기의 음향방사특성에 따른 국악당의 음향성능조사

한찬훈,이원구,정철호,Haan Chan-Hoon,Lee Wangu,Jeong Cheol-Ho 한국음향학회 2005 韓國音響學會誌 Vol.24 No.8

현재 국악기의 음향특성에 대한 상세 정보가 매우 부족하여 국악당의 설계에 있어서 최적의 음향을 전달하는 공간을 형성하지 못하게 하는 한 원인이 되고 있다. 따라서, 대중적이고 대표적인 국악기의 음향특성을 측정하고 분류한 후 데이터베이스를 구축하면, (1) 향후의 국악 및 국악기 개발에 대한 기초연구로서 활용될 수 있으며, (2) 국악 전용 연주장의 설계에 있어서 입력 데이터로 요긴하게 활용될 수 있으리라 판단된다. 본 연구는 국악기의 음향방사특성을 조사하기 위한 제2단계의 연구로서, 기존의 연구[1]에 새로운 국악기 8종을 추가하였다. 선정된 국악기는 현악기중에서 거문고와 해금, 관악기 중에서 피리와 태평소, 타악기 중 북과 꽹가리, 징 및 남성 창으로, 원거리 (far-field) 음향 방사특성을 조사하였다. 무향실에서 시행된 지향특성실험을 통하여 얻은 국악기의 음향특성을 컴퓨터 시뮬레이션을 적용하여 국악기의 지향특성의 차이를 규명하고 또한 다양한 형태의 공간에 음원의 방사특성의 차이에 따른 실내음향성능의 변이를 조사하였다. 측정 결과, 국악기마다 주파수별 지향특성은 각기 다르게 나타났으며 무지향성 음원과 국악 음원을 사용하였을 때 음향 인자들 사이에 큰 차이를 보였다. 본 연구에서 제시된 데이터와 설계 방법론 등은 향후 국악원의 설계에 있어서 기본적인 자료로 활용될 수 있다고 기대된다. There have been always some difficulties in target setting and conditioning of acoustic performances or the Korean traditional music hall due mainly to the lack of the information on the sound radiation characteristics of Korean musical sources. As the 2nd experiment succeeding the previous study[1], the radiation characteristics of eight typical Korean traditional musical sources were investigated if precision. The selected musical sources were Geomungo, Haegeum (string), Piri, Taepyeongso (woodwind), Buk, Kwaengguari, Jing (drum), and male Pansori Chang (vocal Performance). The results show that the directivity pattern of each instrument is different and has their own directivity characteristics. Measured directional and spectral characteristics of traditional Korean music sources were implemented into the computation of architectural acoustic measures. Significant differences in the acoustic measures at receiver positions were observed between the results in using the omni-directional source and the directional one. In order to investigate the acoustical characteristics of the instruments depending on the spatial variation four different shapes of halls were introduced including rectangular, fan. horse-shoe and geometrical shapes. Room acoustical parameters such as RT, SPL, C80, LF, STI were calculated at each type or hall. As the results, It was found that the rectangular hall has the most high clarity. lateral energy and STI values among low shapes of halls. It is thought that the suggested source data and design method can be used as a basic reference in the future acoustic design of performance halls for the Korean traditional music.

열음향 냉동기의 설계 및 개발 : I. 내부공간의 음향해석 및 에너지 변환 예측

박철민,이정권,Park, Chul-Min,Ih, Jeong-Guon 한국음향학회 1996 韓國音響學會誌 Vol.15 No.5

열음향 냉동기의 설계시 요구되는 냉동기의 내부음장 특성을 예측하기 위해, 냉동기를 이루는 공명기 구조 및 선형화된 스피커의 모델에 대행 전달행렬기법을 이용하여 해석을 수행하였다. 여러 가지 기본 음향요소들의 전달행렬을 이용하여 공명기를 음향학적 요소들로 분해하고, 스피커의 선형화된 동특성 방정식과 함께 해석함으로써 음향요소들이 직렬로 배열되어 있는 공명기에 대한 음향특성을 얻어 내었다. 또한, 열음향 냉동기의 개발에 있어서 중요한 목표중 하나인 모세관 스택에서의 온도차이를 에너지 방정식을 이용하여 수치적으로 예측하였다. 한 개의 모세관 기공내에서의 음향일의 흐름, 열음향 흐름, 단위 길이당 에너지 손실 등을 단면변화함수를 이용해 표시한 후, 전체 스택에서의 에너지 흐름과 열평형을 고려하였다. 전체 스택에서의 에너지 흐름에 관한 식에 대하여, 내부음장 예측에 의해 구한 물리량을 이용하여, 수치적인 반복계산을 수행함으로써 온도비 및 성적계수를 예측할 수 있었다. 실제 설계된 공명기의 음향 특성의 해석결과가 실험과 잘 일치함을 관찰한 후, Hofler의 열음향냉동기에 대한 열음향 해석을 수행하여 실험결과와 잘 부합됨을 확인할 수 있었다. Acoustical characteristics of internal pipe structures and a loudspeaker of the thermoacoustic refrigerator are analyzed by using the transfer matrix method. The resonator system is dismantled into verious basic acoustic elements, and then linearized transfer matrices are serially combined with the dynamical system of linearized loudspeaker model, that the total system of thermoacoustic refrigerator can be analyzed in terms of frequency characteristics and acoustic field shape. Additionally, by using equations for energy flow through the capillary stack, the temperature distribution over the stack is numerically estimated. After expressing the acoustic work flow, thermoacoustic flow, and energy loss per unit length in a single capillary duct by using the transverse functional variations, overall energy flow rate and energy balance are obtained for the whole capillary stack. The final expression for energy flow through the stack is numerically evaluated by varying physical parameters obtained from the sound field analysis. After confirming good agreements between predicted and experimental results for the interior sound field of a refrigerator model, the thermoacoustic characteristics of Hofler's apparatus is analyzed by the proposed method and it is observed that the results agree well with Hofler's experimental results.

위상이 고려된 기하음향모델에 의한 내부음장 해석

신호철,이정권 한국음향학회 1998 韓國音響學會誌 Vol.17 No.6

중주파수대역은 내부 음향 모드의 공명 및 모드간 상호 간섭 특성을 완전히 무시할 수는 없으나 모드 밀도가 비교적 높기 때문에, 기존의 저주파수용 모드기법이나 고주파수에 대한 통계적 및 기하학적 해석방법과는 다른 기법이 필요한 구간이다. 본 논문에서는 위상 을 포함한 기하음향모델을 이용하여 중주파수 특성을 고려하는 개념을 이용하여 해석기법을 확립하였으며, 삼각형빔법을 기초로 한 모델링을 하였다. 세 개의 서로 다른 특성을 지닌 대 상 공간에 대해 음향 경계요소법 및 실험에 의한 음향 주파수응답함수와 본 연구 결과를 비 교함으로써 유효성과 오차특성을 검토하였다. 이로부터 위상으로 고려한 중주파수 대역에 잘 적용될 수 있음을 확인하였고, Schroeder의 차단주파수 이하의 저주파수에서는 내부구조 에 의한 회절이, 차단주파수의 네 배 이상인 고주파수에서는 벽면에서의 산란이 간섭현상과 함께 고려되어야 함을 보였다. 이러한 해석기법은 중주파수대역에 있어서 청감특성을 고려 한 내부공간의 음향설계에 매우 유용할 것으로 사료된다.

지하철 실내 소음 하에서 음향기기 사용에 따른 음향반사역치와 소음 속 어음인지 변화

한우재,전현지,마선미,Han, Woojae,Chun, Hyungi,Ma, Sunmi 한국음향학회 2015 韓國音響學會誌 Vol.34 No.2

환경 소음의 무절제한 노출이 청력 손실로 이어질 수 있다는 보고는 익히 알려져 있지만, 지하철 실내 소음과 휴대용 음향기기 음량에 따른 이중 소음 노출에 대한 탑승객들의 청력 손실 여부는 많은 연구들에서 여전히 진행 중이다. 본 연구는 지하철 실내 소음 하에서 탑승객들이 이어폰을 이용하여 개인음향기기 사용 시 음향 반사 역치와 소음속 어음인지도가 어떻게 변화하는 지 확인하고자 하였다. 20대의 젊은 건청 성인 40명을 대상으로 실험 그룹과 대조그룹으로 각각 20명씩 구분하였다. 실험 전 모든 대상자에게 5개의 주파수에서 음향반사역치검사와 0, -5 dB SNR에서 문장검사를 실시하였다. 실험 그룹은 60분간 73.45 dBA의 실제 서울도심지하철의 평균 실내 소음 강도를 들으며 개인별 선호 음량으로 이어폰을 통해 좋아하는 음악을 들었고, 대조그룹은 동일강도의 지하철 소음에만 노출된 채 신문 혹은 잡지를 읽었다. 60분간의 지하철 소음 노출 후 음향반사역치검사와 소음 속 문장검사를 재실시하여 기준선과 비교하였다. 소음 노출 전 후 비교 시, 두 그룹 간 음향반사역치는 유의미한 차이가 없었다. 그러나 소음 속 문장 검사결과에서는 실험 그룹의 어음인지도가 소음 노출 후 유의하게 하락하였다. 본 결과를 근거로 지하철 탑승객이 일정기간 동안 지하철 실내 소음에 노출된 채 반복적으로 음악을 듣는 습관이 지속될 시 일시적인 어음인지력 저하의 위험이 예상 될 것이라고 생각한다. Although it is well-known that environmental noise can lead to hearing loss in individuals, the true extent of subway noise effects in the general population remains poorly understood. The purpose of the present study is to see changes of acoustic reflex thresholds and speech perception scores when passengers listen to music presented from their personal listening device in the subway. Forty subjects with normal hearing participated being divided into two groups, experimental and control groups. As a baseline, all subjects were measured by acoustic reflex thresholds in five test frequencies and Korean speech perception in noise (KSPIN) test at 0 and -5 dB SNR. In the experiment, the control group read newspaper or magazine in the subway noise, whereas the experimental group listened to music presented from their smartphone under the subway noise through speakers at 73.45 dBA for 60 min. After completing the experiment, two groups also conducted both acoustic reflex thresholds and KSPIN tests in the same condition as the baseline. The results showed that there was a significant difference of correct percent in speech-in-noise test between experimental and control groups and of that between two signal-to-noise ratios, which means the double noise exposure of 60 min might cause some degradation of speech perception when noise increases compared to only subway noise condition that was not statistically significant difference. We concluded that a risk of some degraded speech perception ability would be expected when passengers have a habit of listening to music in the subway noisy situation for a long duration.

합성곱 신경망과 인코더-디코더 모델들을 이용한 익형의 유체력 계수와 유동장 예측

서장훈(Janghoon Seo),윤현식(Hyun Sik Yoon),김민일(Min Il Kim) 한국가시화정보학회 2022 한국가시화정보학회 학술발표대회 논문집 Vol.2022 No.12

실내음향 해석을 위한 위상 빔 추적법의 사용시 오차에 관하여

정철호,이정권,Jeong, Cheol-Ho,Ih, Jeong-Guon 한국음향학회 2008 韓國音響學會誌 Vol.27 No.1

기하음향학 방법들을 이용한 중주파수 해석의 어려움을 해결하기 위하여 소리의 전파에서 위상 정보를 고려한 위상 기하음향학 방법이 제안되었다. 위상 기하음향학 방법은 위상정보를 고려하여 중주파수 대역의 간섭 현상을 설명할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 방법들을 이용하여 소리의 파동성으로 대표되는 저주파수 현상들을 모두 설명할 수 없다. 특히 저주파수 대역에서는 모서리나 장애물에 의한 회절현상을 고려하지 못하여 전달함수나 충격응답의 예측시 오차가 발생한다. 또한 실수인 흡음 계수를 사용한 해석 결과는 측정치와 차이를 보이므로 반사 계수의 잘못된 위상 정보는 교정되어야 한다. 본 연구에서는 균일 회절 이론을 병합한 위상 빔 추적법의 결과를 기존의 위상 빔 추적법의 결과와 비교하였다. 또한 벽면 반사계수의 위상을 변화시키며 위상 정보의 영향을 조사하였다. 제안된 오차 보정 방법들을 이용하면, 좀더 낮은 주파수 대역까지 정확성을 향상시켜 위상 빔 추적법을 실내음향 예측에 적용할 수 있다. To overcome the mid frequency limitation of geometrical acoustic techniques, the phased geometrical method was suggested by introducing the phase information into the sound propagation from the source. By virtue of phase information, the phased tracing method has a definite benefit in taking the interference phenomenon at mid frequencies into account. Still, this analysis technique has suffered from difficulties in dealing with low frequency phenomena, so called, wave nature of sound. At low frequencies, diffraction at corners, edges, and obstacles can cause errors in simulating the transfer function and the impulse response. Due to the use of real valued absorption coefficient, simulated results have shown a discrepancy with measured data. Thus, incorrect phase of the reflection characteristic of a wall should be corrected. In this work, the uniform theory of diffraction was integrated into the phased beam tracing method (PBTM) and the result was compared to the ordinary PBTM. By changing the phase of the reflection coefficient, effects of phase information were investigated. Incorporating such error compensation methods, the acoustic prediction by PBTM can be further extended to low frequency range with improved accuracy in the room acoustic field.