개선된 산조 가야금의 물리적 모델링을 이용한 오른손 주법의 음 합성

조상진,정의필,Cho, Sang-Jin,Chong, Ui-Pil 한국음향학회 2006 韓國音響學會誌 Vol.25 No.8

본 논문에서는 기존의 산조 가야금의 물리적 모델링을 개선하여 오른손 주법에 따른 음을 합성하였다. 가야금 현의 모델에 사용된 루프 필터의 파라미터를 녹음된 단위음의 감쇠 영역으로부터 추정하여 정확도를 향상시키고 계산량을 줄였다. 몸통은 임펄스 응답으로부터 주 공명 주파수를 추출하여 설계한 공명기로 대체되었으며, 주 공명 주파수가 제거 된 임펄스 응답은 크기가 줄어든 여기신호로 사용되었다 안족의 주파수 응답은 15차 all-pole 필터로 근사화 하였다. 가야금의 오른손 연주법 중 연퉁기기는 피드포워드 콤 필터로 구현하였으며 필터의 파라미터는 녹음된 단위음으로부터 추출하였다. 개선된 산조 가야금의 물리적 모델을 이용한 뜯기와 퉁기기, 연퉁기기의 합성음은 원래 음과 매우 유사하였다. In this paper, we improve a Physical modeling of sanio gayageum and synthesize sounds by right-hand playing styles. Parameters of loop filter are estimated from decay region of recorded sound. That results in improved accuracy and reduction of computational costs. Body is implemented to a resonator which has characteristics of main resonances extracted from impulse response. Residual signal with main resonances removed is used as excitation signal of proposed model. Amok alter is approximated to frequency response of amok and is implemented to the 15th order all-role digital filter. Beating (by middle and index finger) among the right-hand playing styles is represented by feedforward comb filter. Parameters of this filter are extracted from recorded sound. The synthesized sounds using improved physical model of sanjo gayageum. plucking and beating, are pretty similar to original sounds.

안족이 있는 악기의 개선된 현의 모델 개발

조상진,정의필,Cho, Sang-Jin,Chong, Ui-Pil 한국음향학회 2007 韓國音響學會誌 Vol.26 No.7

본 논문에서는 안족이라는 움직일 수 있는 브리지의 특성을 이용하여 가야금의 물리적 모델링에서 지연 라인의 길이를 안족이 조절할 수 있는 개선된 형태의 현의 물리적 모델을 제안한다. 안족은 양 끝이 고정된 현을 받치고 있어 실제 진동하는 현의 길이를 조절하고 현의 진동을 악기의 몸통으로 전달하는 기능을 한다. 안족의 위치에 따른 기본 주파수의 변화는 로그 스케일에서 일차 선형 적합성을 이용하여 파라미터로 나타내었고, 이는 현의 모델에서 지연 라인의 길이를 조절하는 컨트롤러인 안족 모델로 구현되었다. 안족 모델은 주파수 적합성, 장력 적합성, 리키 적분기를 이용한 적합성으로 나누어 구현하였는데, 이 중 리키 적분기를 이용한 모델이 가장 우수하였다. 제안한 현의 모델은 실제 가야금의 조율 시스템을 사실적으로 묘사할 수 있었으며 원음과 아주 유사한 음 합성을 할 수 있었다. In this paper, we describe characteristics of a movable bridge called the Anjok and propose an improved string model which has delay line controller in physical modeling of the Gayageum. Movable bridge, the Anjok determines the length of vibrating string and transmits the vibration of each string to the body of the Gayageum. We analyze the variations in frequency domain and implement the Anjok model as parametric form using the first-order polynomial fitting in logarithmic scale graph, because the length of string changes fundamental frequency. In order to implement the Anjok model, frequency fitting, tension fitting and frequency fitting using leaky integrator are used. The frequency fitting using leaky integrator has the best results among those. Proposed string model with the Anjok model can represent real tuning system of the real Gayageum and the proposed model could synthesize sounds which is similar to original sounds.

개선된 발현악기의 루프 필터 설계 방법

조상진,Cho, Sang-Jin 한국음향학회 2011 韓國音響學會誌 Vol.30 No.2

본 논문에서는 발현악기 물리적 모델링에서의 개선된 루프필터 설계 방법을 제안한다. V$\"{a}$lim$\"{a}$ki가 제안한 기존의 루프필터 설계 방법은 악기의 음이 오래 지속되는 경우에는 타당하지만, 그렇지 못한 경우에는 악기 음의 주파수 의존 감쇠를 표현하지 못하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 녹음된 악기의 단위음에 대해 감쇠구간을 선택, 배음의 개수를 최소 5개부터 20개까지 변경하며 루프필터의 파라미터를 추정하고 이를 이용한 합성음과 원 신호 간 주파수 영역에서의 신호 대 잡음비가 가장 좋은 파라미터를 선택한다. 제안한 방법의 성능 검증을 위해 몸통의 구조와 현의 재질이 각각 다른 기타, 가야금, 거문고를 대상악기로 선정하였다. 제안한 방법은 배음의 지속시간에 상관없이 악기 음의 주파수 의존 감쇠를 잘 표현하는 루프필터 파라미터를 추정해 낼 수 있었다. This paper describes a development of a loop filter design in a physical modeling of the plucked string instrument. The conventional method proposed by V$\"{a}$lim$\"{a}$ki cannot estimate right parameters if a sound has either very short sustain or no sustain. In order to overcome this drawback, we propose the use of the decay region and 5 to 20 harmonics of the sound in the estimation of loop filter parameters. The most appropriate filter coefficient is chosen by frequency signal to noise ratio. To verify the performance of the proposed method, the guitar, gayageum and geomungo were selected as the target because they have different shape, structure, and material of strings. Regardless of the duration of harmonics, the proposed method was able to estimate the loop filter parameters representing frequency-dependent damping of harmonics.

안족과 몸통의 임펄스 응답을 이용한 가야금 사운드 합성

조상진,최진규,정의필,Cho Sang-Jin,Choi Gin-Kyu,Chong Ui-Pil 한국융합신호처리학회 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.7 No.3

본 논문에서는 가야금의 안족과 몸통의 임펄스 응답을 이용하여 가야금의 사운드를 합성하였다. 디지털 도파관을 이용한 물리적 모델링에서 가야금의 소리를 제어하는 부분은 현과 몸통, 안족의 세 가지 시스템으로 구성되며, 이 시스템은 직렬 선형적으로 결합된다. 가야금 현의 모델은 지연라인만으로 구현되었고, 몸통과 안족은 각각의 임펄스 응답으로부터 추정하였다. 몸통의 임펄스 응답으로부터 3 개의 공명 주파수를 찾아 이를 공명기로 구현하여 몸통으로 대체하고, 안족은 기본 주파수 대역에 대하여 고역통과필터 특성을 갖는 시스템으로 구현하였다. 합성된 가야금 사운드의 오차(RMSE)는 주로 0.01-0.03 의 아주 작은 값의 분포를 보였다. In this paper, we propose a method of a sound synthesis of Korean plucked string instrument, gayageum, by physical modeling which use impulse responses of body and Anjok. Gayageum consists of three kinds of systems: string, body, and Anjok. These are a serial combination of linear time invariant systems. String can be modeled by digital delay line. Body and Anjok can be estimated by their impulse responses. We found three resonance frequencies in the body impulse response, and implemented resonator as body. Anjok was implemented as high pass filter in fundamental frequency band of gayageum. RMSEs of synthesized sounds are distributed from 0.01 to 0.03. It was difficult to distinguish the resulting synthesized sounds from the originals sound by ear.

피치 변화음의 합성을 위한 도파관 모델

조상진,강명수,정의필,Cho, Sang-Jin,Kang, Myeong-Su,Chong, Ui-Pil 한국융합신호처리학회 2009 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.10 No.2

디지털 도파관 모델은 파동 방정식의 일반해를 이용하여 진행파를 표현하고 이 진행파의 파동이동을 지연 라인으로 나타낸다. 일반적인 도파관 모델에서의 단일 지연은 샘플링 시간 간격을 의미하지만, 공간 기준 도파관 모델의 단일 지연은 샘플링된 공간의 거리를 의미한다. 이러한 차이점으로 인해 파동의 이동 거리를 직접적으로 조절할 수 있는 공간기준 도파관 모델이 비브라토 음과 같이 피치가 변하는 음을 합성할 수 있다고 알려져 있다. 본 논문에서는 지연라인의 길이의 비로서 피치가 변하는 음을 합성할 수 있는 시간 기준 디지털 도파관 모델을 제안하고 기존의 공간 기준 도파관 모델과의 성능을 비교하였다. In the digital waveguide theory, traveling waves are represented by general solution to the wave equation that is second-order linear partial differential equation. The movement of these waves can be implemented using only delay lines. An unit delay in the general digital waveguide describes a sampling time interval. However, in the space-based digital waveguide the unit delay implies the spatial sampling distance. In consideration of these differences between two models, it is known that the space-based digital waveguide model is adequate to synthesize pitch-shifted sounds such as vibrato because the propagation distance can be directly control. In this paper, the time-based digital waveguide model which also synthesizes pitch-shifted sounds is proposed and compared with space-based digital waveguide.

고교 체육수업과 학생들의 건강체력평가 등급에 따른 체육수업 내 신체활동 수준 실태 분석

조상진(Cho Sang Jin),곽은창(Kwak Eun Chang) 한국스포츠교육학회 2017 한국스포츠교육학회지 Vol.24 No.4

본 연구는 고등학교 체육시간 내 학생들의 신체활동, 수업내용, 교수행동을 분석하고 학생들의 학생건강 체력평가 등급에 따른 신체활동량을 파악하는데 목적을 두었다. 연구목적을 달성하기 위해 경기도 소재 1개 고교의 1학년 8개 학급 남학생 273명을 대상으로 PAPS 체력검사, SOFIT(System for Observing Fitness Instruction Time), 보도계가 사용되었다. SOFIT은 수업관찰을 통해 체육시간 내 학생들의 신체활동, 수업내용, 교수행동을 분석하는데 사용되었으며 보도계는 학생들의 체육시간 내 신체활동량의 총량을 확인하기 위해 이용되었다. 수집된 자료는 IBM SPSS 21.0 통계패키지를 통해 빈도분석과 t-검증이 실시되었다. 연구결과, 첫째, SOFIT에 의한 체육시간 분석에서 학생활동은 ‘매우 활발한’ 수준으로 나타났으며 중강도 수준은 77.37%로 확인되었다. 수업내용은 운동활동 중 ‘연습’의 빈도가 높았으며 교수행동은 ‘학습지도’의 빈도가 높은 것으로 나타났다. 둘째, 보도계를 통한 신체활동량의 총량은 2885.53보(±831.44보)로 확인되었다. 셋째, PAPS 등급이 높은 A그룹과 낮은 B그룹간의 신체활동량에서 통계적으로 유의차가 나타났다. 본 연구 결과는 학생들의 체력수준이 높을수록 체육시간 내 신체활동에 더욱 적극적으로 참여한다는 사실을 보여주고 있다. 결론적으로 체육시간 내 학생들의 신체활동 수준을 높이기 위해서는 목표지향적인 수업운영은 물론이고 학생들의 기초체력 수준을 확보해야 한다는 사실을 나타내고 있다. The purpose of this study was to investigate physical activity levels, class contents and teaching behavior in a high school PE class in Kyounggi Province. Subjects for this study were 273 male students in 8 classes of one high school. SOFIT(System for Observing Fitness Instruction Time) and pedometer. PAPS test were the tools to collect data. All subjects were selected by random sampling. Selected studensts were divided into Group A(PAPS 1~2 level) and Group B(PAPS 4~5 level) depend on their physical fitness levels: cardiovascular endurance, muscular power, muscular endurance and quickness. SOFIT was used to analyze physical activity, class contents and teaching behavior of students in PE class. Pedometer was used to check total amount of physical activity in the PE class. Frequency analysis and t-test were performed with collected data using IBM SPSS 21.0 statistical package. The results of this study showed that student activities were disclosed to be "very active". MVPA(Moderate-Vigorous Physical Activity) was 74%. In class contents analysis, frequency of "skill" in activities was high, and frequency of "instructs generally" was the highest teaching behavior. The total amount of physical activity through pedometer was proved to be 2885.53 steps(±831.44 steps). Interestingly, statistically significant difference was found between Group A and Group B. This fact demonstrates that if the level of students’ fitness is higher, more active participation will be guaranteed in the PE class. It indicates that to increase physical activity level of students in the PE class, it is necessary for PE teachers to secure a certain level of fitness of students as well as the target oriented class contents and teaching behavior.

OBD-II 정보를 이용한 운전자 스트레스 모니터링 시스템

조상진(Sang-Jin Cho),조영(Young Cho) 한국전자통신학회 2023 한국전자통신학회 논문지 Vol.18 No.1

인간의 생체 신호 데이터가 인간의 상태를 가장 잘 설명할 수 있다 할지라도 실제 운전 중에 운전자의 생체 데이터를 얻어 운전자의 상태를 판단하는 일은 쉽지 않다. 본 논문에서는 이러한 한계를 극복하기 위한 방법 중 하나로 운전자의 주행 정보를 이용한 운전자 스트레스 모니터링 시스템을 제안한다. 운전자의 주행 정보는 OBD-II 스캐너를 통해 취득하고, 실제 운전자의 운전 스트레스 여부는 E4 밴드를 통해 취득한 EDA 데이터를 이용하여 판단한다. 스트레스 감지 모델은 MLP 신경망 모델을 사용하였으며 약 한 달 간의 운행 데이터를 이용하여 학습시켰다. 제안한 시스템을 평가하기 위하여 약 1시간의 운행 데이터를 사용하였고 약 92%의 정확도를 얻을 수 있었다. Although the biosignal is the best way to represent the human condition, it is difficult to acquire the biosignal of a driver driving for detecting driver’s condition. As one of the methods to overcome this limitation, this paper proposes a driving stress monitoring system based on information provided by OBD-II(on-board diagnostics version II). The driving information and EDA(Electrodermal activity) data are obtained through the OBD-II scanner and E4 wristband, respectively. EDA data is used as ground truth to distinguish whether driver is stressed or not. MLP(multi-layer perceptron) neural network is used as a model to detect driving stress and is trained using driving data for about a month. To evaluate the proposed system, we used about 1 hour of driving data and the accuracy is 92%.

웨이블렛 계수의 분산과 상관도를 이용한 유도전동기의 고장 검출 및 진단

조상진(Cho, Sang-Jin),정의필(Chong, Ui-Pil) 한국소음진동공학회 2009 한국소음진동공학회 논문집 Vol.19 No.7

In this paper, we propose an approach to signal model-based fault detection and diagnosis system for induction motors. The current fault detection techniques used in the industry are limit checking techniques, which are simple but cannot predict the types of faults and the initiation of the faults. The system consists of two consecutive processes: fault detection process and fault diagnosis process. In the fault detection process, the system extracts the significant features from sound signals using combination of variance, cross-correlation and wavelet. Consequently, the pattern classification technique is applied to the fault diagnosis process to recognize the system faults based on faulty symptoms. The sounds generated from different kinds of typical motor's faults such as motor unbalance, bearing misalignment and bearing loose are examined. We propose two approaches for fault detection and diagnosis system that are waveletand-variance-based and wavelet-and-crosscorrelation-based approaches. The results of our experiment show more than 95 and 78 percent accuracy for fault classification, respectively.

웹 기반의 ATM / FR 통합 망관리 시스템 설계 및 구현

조상진(Sang-Jin Cho),백종욱(Jong-Wook Beak),박종태(Jong-Tae Park),김화준(Hwa-Joon Kim) 한국정보과학회 2000 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1A

고속의 셀 스위칭 기술인 ATM 망의 확대로 인하여 기존 망 서비스와의 연동이 중요한 문제로 대두되고 있다. ATM 망이 기간 망으로 적용되더라도 기존의 백본망으로 사용되고 있는 FR(Frame Relay)망은 계속 존재 할 것으로 예상되기 때문에 이들 망의 연동은 필수적이다. ATM/FR 간의 연동규격은 FR Forum과 ITU-T에서 조금씩 다르게 정의되어 있고 다양한 연동 방식과 다중화 방식이 있기 때문에 이를 통합적으로 관리 할 수 있는 도구가 필요하다. 본 논문에서는 Web 기반의 망관리 시스템을 설계하고, ATM/FR 연동을 IWF를 이용해서 통합 관리하는 구조를 설계하고 구현한다.

자기장 단결정 성장장치의 개발과 적용

김신애,조상진,엘레나 마가이,류선영,Kim, Shin Ae,Cho, Sang-Jin,Magay, Elena,Ryu, Sun-Young 한국결정성장학회 2013 韓國結晶成長學會誌 Vol.23 No.1

중성자회절을 이용하여 단백질 내의 수소원자 위치를 포함한 3차원 상세구조를 분석할 수 있으므로, 중성자 회절용 단백질 단결정을 성장시키기 위해 상용자석을 이용한 자기장 단결정 성장장치를 개발하였다. 이 장치를 이용하여 중성자 회절실험에 필요한 1 $mm^3$ 이상 부피의 lysozyme 단결정 시료를 성장시켰다. 자기장 영향 하에서 성장시킨 단결정은 자기장의 영향 없이 성장한 시료보다 평균 부피가 크고 결정도가 우수하였으며, X-선 측정 결과에서도 해상도가 높고 작은 mosaicity를 나타내었다. The three-dimensional structure of the proteins, including the location of the hydrogen atoms can be analyzed by using neutron diffraction. In order to grow single crystals for neutron diffraction experiments, we developed a simple magnetic field device with the commercial magnets and succeeded in growing hen egg-white lysozyme single crystals of more than 1 $mm^3$ in volume using this device. The crystals grown with a magnetic field were larger and had perfect transparency, whereas the crystals grown without a magnetic field had micro-cracks. The result of the X-ray measurement showed a good resolution and small mosaicity for the crystals grown in the presence of a magnetic field.