KR101369043B1 - Method of tracing the sound source and apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음원의 위치를 추적하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for tracking the position of a sound source.

본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 방법은, 수신된 음원 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 디지털 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계; 주파수 대역별 음원 신호 존재 확률 및 음원의 시간차를 산출하는 단계; 상기 음원 신호 존재 확률 및 음원의 시간차를 이용하여 최종 시간차를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 최종 시간차를 이용하여 음원의 위치를 추적하는 단계를 포함한다.A sound source position tracking method according to an embodiment of the present invention, converting the received sound source signal into a digital signal; Converting the digital signal into a signal in a frequency domain; Calculating a sound source signal existence probability for each frequency band and a time difference between the sound sources; Calculating a final time difference using the sound source signal existence probability and the time difference of the sound source; And tracking the position of the sound source using the calculated final time difference.

본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 장치는, 수신되는 음원 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 상기 A/D 변환부에 의해 변환된 디지털 음성 신호를 주파수 영역으로 변환하는 주파수 영역 변환부; 상기 주파수 영역 변환부에 의해 변환된 주파수 영역의 신호에서 각 주파수 대역별 음원의 존재 확률을 산출하는 음원 존재 확률 판단부; 및 각 주파수 대역별 음원의 시간차를 산출하고, 상기 주파수 대역별 음원 존재 확률 및 상기 주파수 대역별 음원의 시간차를 이용하여 음원의 최종 시간차를 산출하며, 상기 음원의 최종 시간차를 이용하여 음원의 위치를 추적하는 제어부를 포함한다.Sound source position tracking device according to an embodiment of the present invention, the A / D conversion unit for converting the received sound source signal to a digital signal; A frequency domain converter for converting the digital voice signal converted by the A / D converter into a frequency domain; A sound source presence probability determining unit for calculating a probability of existence of a sound source for each frequency band in the signal of the frequency domain converted by the frequency domain converter; And calculating a time difference of the sound source for each frequency band, calculating a final time difference of the sound source using the sound source existence probability of each frequency band and the time difference of the sound source for each frequency band, and determining the position of the sound source using the final time difference of the sound source. And a control unit for tracking.

음원, 주파수, TDOA, 시간차, 가중치, 신호 존재 확률 Sound source, frequency, TDOA, time difference, weight, signal presence probability

Description

음원 위치 추적 방법 및 장치{METHOD OF TRACING THE SOUND SOURCE AND APPARATUS THEREOF}Sound source location tracking method and apparatus {METHOD OF TRACING THE SOUND SOURCE AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 음원이 발생하는 위치를 추적하는 방법 및 그 방법을 이용한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 두 개 이상의 음원수신기를 이용하여 위치 추적시 음원 신호가 존재할 확률이 높은 주파수 대역에 높은 가중치를 부여하여 음원 위치 추적의 성능을 극대화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for tracking a location where a sound source occurs and an apparatus using the method. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for maximizing the performance of sound source location tracking by assigning a high weight to a frequency band in which a sound source signal is likely to exist when tracking a location using two or more sound source receivers.

본 발명은 음원이 발생하는 위치를 추적하는 방법 및 그 방법을 이용한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for tracking a location where a sound source occurs and an apparatus using the method.

음원이 발생하는 위치를 추적하는 방법으로서 현재 다양한 방법이 개발 및 사용되고 있다. 음원이 발생하는 위치를 추적하는 방법으로는 신호의 세기를 측정하고 거리에 따른 경로 손실을 고려하여 음원의 위치를 찾아내는 방법, 두 개 이상의 음원수신부로의 도달각(AOA)을 이용하여 음원의 위치를 찾아내는 방법, 공간 스펙트럼을 이용하는 방법, 음원 전달 시간을 이용하여 음원의 위치를 찾아내는 방법 등이 있다. As a method of tracking the location where the sound source occurs, various methods are currently being developed and used. The method of tracking the location of the sound source is to measure the signal strength and find the location of the sound source in consideration of the path loss according to the distance, and to locate the sound source by using the angle of arrival (AOA) of two or more sound source receivers. There are a method of finding a signal, a method of using a spatial spectrum, and a method of finding a location of a sound source using a sound source propagation time.

상기 음원 전달 시간을 이용하여 음원의 위치를 찾아내는 방법은 다시 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째 방법은 음원과 음원수신기 간의 음원 전달 시간을 측정하여 거리를 구하는 방법이다(TOA 측위 방식). 이 방법은 각 음원수신부에서 측정된 값으로부터 각 음원수신부를 중심으로 하는 원들을 형성하고, 이러한 원들의 교점을 음원이 발생하는 위치로 결정하게 된다.The method of locating a sound source using the sound source transmission time may be divided into two types. The first method is to find the distance by measuring the sound transmission time between the sound source and the sound receiver (TOA positioning method). This method forms a circle around each sound source receiver from the values measured at each sound source receiver, and determines the intersection of these circles as the position where the sound source is generated.

두 번째 방법은, 서로 다른 곳에서 수신된 신호의 시간차를 이용하여 음원의 위치를 결정하는 방식이다(TDOA 측위 방식). 이 방법은 절대적인 시각 정보를 측정하는 것이 아니라 수신된 시간차만을 측정하므로 상기 TOA 측위 방식에 비해서 구현하기가 쉽다.The second method is to determine the position of the sound source using the time difference between the signals received from different places (TDOA positioning method). This method is easier to implement than the TOA positioning method because it measures only the time difference received, not measuring absolute visual information.

TDOA 측위 방식은 음원의 도달 시간 자체가 아닌 그 도달 시간차를 이용하므로, 두 음원수신부에서의 거리 차가 일정한 곳 즉, 두 음원수신부를 초점으로 하는 쌍곡선이 형성되고, 이러한 쌍곡선의 교점이 음원이 발생하는 위치가 된다.Since the TDOA positioning method uses the time difference of arrival rather than the time of arrival of the sound source itself, a hyperbolic curve is formed where the distance difference between the two sound source receivers is constant, that is, the focus of the two sound source receivers, and the intersection of these hyperbolic lines generates the sound source. Location.

상기 TDOA 방식은 LORAN이나 DECCA 등에 사용되는 등, 음원 위치 추적에 있어서 많이 사용되는 방법이다. 일반적으로 TDOA의 측정은 상호상관함수(cross-correlation function)를 이용한다.The TDOA method is a method widely used for sound source position tracking, such as used in LORAN or DECCA. In general, the measurement of TDOA uses a cross-correlation function.

상기 상호 상관 방법은 주파수 영역에서 상호 상관 함수를 구현하여 계산된 시간차 값을 이용하여 음원의 최종 시간차를 결정하고, 이를 이용하여 음원의 위치를 결정한다.The cross-correlation method determines a final time difference of a sound source by using a time difference value calculated by implementing a cross-correlation function in the frequency domain, and determines the position of the sound source by using it.

TDOA 방식은 전대역의 주파수 또는 관심 있는 주파수 대역에서의 시간차를 산출하여 이를 근거로 하여 음원의 위치를 추적한다. 일반적으로 화자의 음원, 즉 음성의 위치를 추적하여 화자를 포착하는 경우가 많기 때문에 음성 신호가 주로 존재하는 4KHz 이하의 주파수 대역에서 산출된 시간차를 이용하게 된다. 하지만, 음성 신호가 주로 존재하는 대역을 사용한다고 해도, 음성이 존재하지 않는 주파수 부분이 상당히 많이 포함되어 있기 때문에 그로 인해 발생하는 오차는 음원 추적에 있어서 성능을 떨어뜨릴 수 있을 정도로 심각하다.The TDOA method tracks the location of a sound source based on the calculated time difference in the frequency of the entire band or the frequency band of interest. In general, since the speaker is often captured by tracking the location of the speaker's sound source, that is, the voice, a time difference calculated at a frequency band of 4 KHz or lower where the voice signal is mainly used is used. However, even when using a band in which the voice signal is mainly present, since a large portion of the frequency portion where the voice does not exist is included, the resulting error is serious enough to degrade the performance of the sound source tracking.

도1은 종래의 음원 위치 추적 방법의 과정을 도시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a process of a conventional sound source position tracking method.

마이크폰과 같은 음원수신기를 이용하여 음원 신호를 수신한다(S105). 수신된 음원 신호를 디지털 신호로 변환한다(S100). 디지털 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다(S115). 주파수 영역에서 주파수 대역별 시간차를 산출한다(S120). 상기 산출된 주파수 대역별 시간차를 이용하여 최종 시간차를 산출한다(S125). 상기 최종 시간차를 이용하여 음원의 위치를 추적한다(S130).A sound source signal is received using a sound source receiver such as a microphone (S105). The received sound source signal is converted into a digital signal (S100). The digital signal is converted into a signal in the frequency domain (S115). A time difference for each frequency band is calculated in the frequency domain (S120). The final time difference is calculated using the calculated time difference for each frequency band (S125). The position of the sound source is tracked using the last time difference (S130).

상기와 같이 종래에는 주파수 대역별로 시간차를 산출함에 있어서, 각 주파수 대역에 존재하는 음원 신호의 존재 정도를 고려하지 않았기 때문에 최종 결과에 있어서 발생하는 오차를 피할 수 없었다.As described above, in calculating the time difference for each frequency band, since the degree of existence of the sound source signal existing in each frequency band is not considered, an error occurring in the final result cannot be avoided.

이러한 오차의 발생은 음원 추적 장치의 성능을 저하시키는 원인이 되고, 사용자의 장치에 대한 신뢰성은 떨어지게 된다.The occurrence of such an error causes the performance of the sound source tracking device to deteriorate, and the reliability of the user's device is degraded.

따라서, 본 발명의 목적은 음원의 시간차를 이용하여 음원의 위치를 추적하는 방법 및 장치에 있어서, 각 주파수 대역에 존재하는 음원 신호의 정도를 고려하지 않았기 때문에 발생하는 오차를 최소화하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to minimize the error that occurs in the method and apparatus for tracking the position of the sound source using the time difference of the sound source, because the degree of the sound source signal present in each frequency band is not considered.

상기 목적을 위해서, 본 발명은 각 주파수 대역별로 음원 신호가 존재할 확률을 구하고 산출된 확률 값을 바탕으로 추정된 시간차의 신용도를 결정하여 정확한 음원 위치의 추적을 가능하게 한다. For this purpose, the present invention obtains a probability that a sound source signal exists for each frequency band and determines the reliability of the estimated time difference based on the calculated probability value to enable accurate tracking of the sound source position.

본 발명에 따르면, 주파수 대역별로 음원 신호 존재 확률을 기반으로 산출된 시간차에 서로 다른 가중치를 부여하여 음원이 상대적으로 많은 주파수 대역의 신호에 더 많은 비중을 둠으로써, 음성 위치 추적에 있어서 오차를 최소화하고 장치의 성능을 극대화할 수 있다.According to the present invention, by assigning different weights to the time difference calculated based on the probability of existence of the sound source signal for each frequency band, the sound source gives more weight to the signal of a relatively large frequency band, thereby minimizing errors in voice location tracking. And maximize the performance of the device.

본 발명은 음원이 발생하는 위치를 추적하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 두 개 이상의 음성수신기를 이용하여 위치 추적시 음원 신 호가 존재할 확률이 높은 대역에 높은 가중치를 주어 위치 추적의 성능을 극대화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for tracking a location where a sound source occurs. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for maximizing the performance of location tracking by giving a high weight to a band having a high probability that a sound source signal exists during location tracking using two or more voice receivers.

본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 방법은, 수신된 음원 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 디지털 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계; 주파수 대역별 음원 신호 존재 확률 및 음원의 시간차를 산출하는 단계; 상기 음원 신호 존재 확률 및 음원의 시간차를 이용하여 최종 시간차를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 최종 시간차를 이용하여 음원의 위치를 추적하는 단계를 포함한다.A sound source position tracking method according to an embodiment of the present invention, converting the received sound source signal into a digital signal; Converting the digital signal into a signal in a frequency domain; Calculating a sound source signal existence probability for each frequency band and a time difference between the sound sources; Calculating a final time difference using the sound source signal existence probability and the time difference of the sound source; And tracking the position of the sound source using the calculated final time difference.

바람직하게는, 주파수 대역별로 음원 신호 존재 확률을 산출하는 단계는 신호대잡음비(SNR)를 이용하고, 상기 주파수 대역별로 음원의 시간차를 산출하는 단계는 상호상관함수(Generalized Cross-Correlation, GCC)를 이용하여 시간차를 계산하고, 구체적으로는 다음의 식을 사용하며,Preferably, calculating a sound source signal presence probability for each frequency band uses a signal-to-noise ratio (SNR), and calculating a time difference of the sound source for each frequency band uses a generalized cross-correlation (GCC). To calculate the time difference, specifically using the following equation,

Figure 112007058830599-pat00001
Figure 112007058830599-pat00001

여기서 X1(ωk)는 제1 음원수신기에 수신된 음원 신호의 주파수 영역 신호, X2(ωk)는 제2 음원수신기에 수신된 음원 신호의 주파수 영역 신호, K는 DFT의 길이를 나타내며, 소정 주파수 대역에서 상기 식을 최대로 만드는 τ가 상기 제1,2 음원수신기에 도달하는 음원의 시간차이다.X 1 (ω k ) is the frequency domain signal of the sound source signal received at the first sound source receiver, X 2 (ω k ) is the frequency domain signal of the sound source signal received at the second sound source receiver, and K is the length of the DFT. Is the time difference of the sound source reaching the first and second sound source receivers.

바람직하게는, 상기 음원 신호 존재 확률 및 음원의 시간차를 이용하여 최종 시간차를 산출하는 단계는, 산출된 음원 신호 존재 확률에 따라 이에 대응하는 시간차 값에 서로 다른 가중치를 부여하는 단계를 더 포함하고, 보다 바람직하게는 상기 가중치는 상기 산출된 음원 신호 존재 확률에 비례한다.Preferably, the calculating of the final time difference using the sound source signal existence probability and the time difference of the sound source further includes assigning different weights to corresponding time difference values according to the calculated sound source signal existence probability, More preferably, the weight is proportional to the calculated sound source signal presence probability.

바람직하게는, 상기 음원 신호 존재 확률 및 음원의 시간차를 이용하여 최종 시간차를 산출하는 단계는 음원의 존재 확률이 소정의 임계값 이상이 되는 주파수 대역의 신호만을 이용하여 최종 시간차를 산출한다.Preferably, the step of calculating the final time difference using the sound source signal existence probability and the time difference of the sound source calculates the final time difference using only signals in the frequency band where the existence probability of the sound source is equal to or greater than a predetermined threshold.

본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 장치는, 수신되는 음원 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 상기 A/D 변환부에 의해 변환된 디지털 음성 신호를 주파수 영역으로 변환하는 주파수 영역 변환부; 상기 주파수 영역 변환부에 의해 변환된 주파수 영역의 신호에서 각 주파수 대역별 음원의 존재 확률을 산출하는 음원 존재 확률 판단부; 및 각 주파수 대역별 음원의 시간차를 산출하고 상기 주파수 대역별 음원 존재 확률 및 주파수 대역별 음원의 시간차를 이용하여 음원의 최종 시간차를 산출하며 상기 음원의 최종 시간차를 이용하여 음원의 위치를 추적하는 제어부를 포함한다.Sound source position tracking device according to an embodiment of the present invention, the A / D conversion unit for converting the received sound source signal to a digital signal; A frequency domain converter for converting the digital voice signal converted by the A / D converter into a frequency domain; A sound source presence probability determining unit for calculating a probability of existence of a sound source for each frequency band in the signal of the frequency domain converted by the frequency domain converter; And a control unit for calculating a time difference of the sound source for each frequency band, calculating a final time difference of the sound source using the sound source existence probability for each frequency band and the time difference of the sound source for each frequency band, and tracking the position of the sound source using the final time difference of the sound source. It includes.

바람직하게는, 음원을 수집하는 다수의 음원수신기를 더 포함한다.Preferably, the apparatus further includes a plurality of sound source receivers for collecting sound sources.

바람직하게는, 상기 음원 존재 확률 판단부는 각 주파수 대역별 신호대잡음비를 이용하여 음원의 존재 확률을 산출하고, 상기 제어부는 상기 산출된 음원 신호 존재 확률에 따라 이에 대응하는 시간차 값에 서로 다른 가중치를 부여하여 최종 시간차를 산출한다.Preferably, the sound source existence probability determination unit calculates the existence probability of the sound source by using the signal-to-noise ratio of each frequency band, and the controller assigns different weights to corresponding time difference values according to the calculated sound source signal existence probability. To calculate the final time difference.

바람직하게는, 상기 제어부는 상기 산출된 음원 신호 존재 확률에 비례하여 가중치를 부여하고, 상기 제어부는 상기 산출된 음원 신호 존재 확률이 소정의 임계값 이상이 되는 주파수 대역의 신호만을 이용하여 최종 시간차를 산출한다.Preferably, the control unit weights in proportion to the calculated sound source signal existence probability, and the controller controls the final time difference using only a signal of a frequency band in which the calculated sound source signal existence probability is equal to or greater than a predetermined threshold value. Calculate.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily understand and implement the present invention.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a sound source position tracking device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 장치는, 수신되는 음원 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(21); 상기 A/D 변환부(21)에 의해 변환된 디지털 음성 신호를 주파수 영역으로 변환하는 주파수 영역 변환부(22); 상기 주파수 영역 변환부(22)에 의해 변환된 주파수 영역의 신호에서 각 주파수 대역별로 음원의 존재 확률을 산출하는 음원 존재 확률 판단부(23); 및 각 주파수 대역별 음원의 시간차를 산출하고, 상기 주파수 대역별 음원 존재 확률 및 상기 주파수 대역별 음원의 시간차를 이용하여 음원의 최종 시간차를 산출하며, 상기 음원의 최종 시간차를 이용하여 음원의 위치를 추적하는 제어부(24)를 포함한다.Sound source position tracking device according to an embodiment of the present invention, the A / D conversion unit 21 for converting the received sound source signal to a digital signal; A frequency domain converter 22 for converting the digital voice signal converted by the A / D converter 21 into a frequency domain; A sound source presence probability determining unit 23 for calculating a probability of existence of a sound source for each frequency band in the signal of the frequency domain converted by the frequency domain converter 22; And calculating a time difference of the sound source for each frequency band, calculating a final time difference of the sound source using the sound source existence probability of each frequency band and the time difference of the sound source for each frequency band, and determining the position of the sound source using the final time difference of the sound source. And a control unit 24 for tracking.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 장치는 음원을 수집하는 다수의 음원수신부(25)를 더 포함할 수 있다.In addition, the sound source position tracking apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of sound source receiver 25 for collecting the sound source.

상기 A/D 변환부(21)는 아날로그인 음원 신호를 디지털 신호로 변환한다. 일반적으로 음성 신호는 연속(continuous) 신호 형태의 아날로그 신호이지만, 이를 이산(discreet) 신호의 형태인 디지털 신호로 변환한다.The A / D converter 21 converts an analog sound source signal into a digital signal. In general, an audio signal is an analog signal in the form of a continuous signal, but is converted into a digital signal in the form of a discrete signal.

일반적으로, 아날로그 신호 자체를 프로세싱하는 것은 고유 신호의 심각한 왜곡을 초래하기 때문에 상대적으로 다루기 쉬운 디지털 신호로 변환하여 신호를 처리하는 것이 신호 처리(signal processing) 과정에서 일반적이다.In general, processing the analog signal itself results in severe distortion of the inherent signal, so processing the signal by converting it into a relatively manageable digital signal is common in signal processing.

상기 주파수 영역 변환부(22)는 상기 A/D 변환부(21)에 의해 디지털 신호로 변환된 음원 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다. 즉, 시간 축에서의 신호를 주파수 축으로의 신호로 변화시켜 아래의 과정들을 수행하게 된다.The frequency domain converter 22 converts a sound source signal converted into a digital signal by the A / D converter 21 into a signal of a frequency domain. That is, the following processes are performed by changing the signal on the time axis into a signal on the frequency axis.

상기 주파수 영역 변환부(22)는 입력되는 이산 신호를 변환하므로, 이산푸리에변환(DFT: Discrete Fourier Transform) 또는 고속푸리에변환(FFT: Fast Fourier Transform)등의 주파수 변환이 수행된다.Since the frequency domain transform unit 22 converts an input discrete signal, a frequency transform such as a Discrete Fourier Transform (DFT) or a Fast Fourier Transform (FFT) is performed.

상기 음원 존재 확률 판단부(23)는 상기 주파수 영역 변환부(22)에 의해 주파수 영역으로 변환된 신호에 대해서, 각 주파수 대역별 음원의 존재 확률을 산출한다.The sound source existence probability determination unit 23 calculates the existence probability of the sound source for each frequency band with respect to the signal converted into the frequency domain by the frequency domain conversion unit 22.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 음원 존재 확률을 산출하는 것은 각 주파수 대역별 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio:SNR)를 이용한다.In one embodiment of the present invention, the sound source existence probability is calculated by using a signal-to-noise ratio (SNR) for each frequency band.

상기 신호대잡음비는 증폭기, 송신기 또는 수신기를 포함하는 일반 전송계에서 취급하는 신호와 잡음(noise) 사이의 비율을 말하며, 그 단위로는 데시벨(dB)을 사용한다.The signal-to-noise ratio refers to a ratio between a signal and noise handled in a general transmission system including an amplifier, a transmitter, or a receiver, and the unit uses decibels (dB).

상기 제어부(24)는 각 주파수 대역별 음원의 시간차를 산출한다.The control unit 24 calculates the time difference of the sound source for each frequency band.

상기 주파수 대역별 음원의 시간차를 산출하는 방법은 상호상관함수(GCC)를 이용하고, 구체적으로는 다음의 식을 사용하며,The method for calculating the time difference of the sound source for each frequency band using a cross-correlation function (GCC), specifically using the following equation,

Figure 112007058830599-pat00002
-(식1)
Figure 112007058830599-pat00002
-(Eq. 1)

여기서 X1(ωk)는 제1 음원수신기에 수신된 음원 신호의 주파수 영역 신호, X2(ωk)는 제2 음원수신기에 수신된 음원 신호의 주파수 영역 신호, K는 DFT의 길이를 나타내며, 소정 주파수 대역에서 상기 식을 최대로 만드는 τ가 상기 제1,2 음원수신기에 도달하는 음원의 시간차이다.X 1 (ω k ) is the frequency domain signal of the sound source signal received at the first sound source receiver, X 2 (ω k ) is the frequency domain signal of the sound source signal received at the second sound source receiver, and K is the length of the DFT. Is the time difference of the sound source reaching the first and second sound source receivers.

(식1)은 TDOA 방식에 있어서 일반적으로 사용되는 상호상관함수(Genaralized Cross-Correlation:GCC)의 GCC-PHAT 값이다. 따라서, 소정 주파수 대역에서 τ의 값을 변화시켜가면서 (식1)의 값이 최대가 되는 τ의 값을 찾으면 그 값이 제1 및 제2 음원수신기에 음원이 도달한 시간차이다.Equation 1 is a GCC-PHAT value of a generalized cross-correlation (GCC) commonly used in a TDOA scheme. Accordingly, when the value of τ is found to be the maximum while changing the value of τ in a predetermined frequency band, the value is the time difference when the sound source reaches the first and second sound source receivers.

즉, (식1)의 값이 최대가 되는 τ는 두 음원수신기에 몇 초 또는 몇 샘플 떨어진 곳에서 최대값을 가지는지를 산출하며, 즉 이것은 두 음원 입력 신호 간의 시간차를 나타낸다.That is, τ at which the value of Equation 1 becomes the maximum calculates how many seconds or how many samples are the maximum values of the two sound source receivers, that is, the time difference between the two sound source input signals.

각 주파수 대역별로 음원의 시간차가 산출되면, 상기 제어부(24)는 상기 주파수 대역별 음원의 시간차 및 상기 주파수 대역별 음원 존재 확률을 이용하여 음원의 최종 시간차를 산출한다.When the time difference of the sound source is calculated for each frequency band, the control unit 24 calculates the final time difference of the sound source by using the time difference of the sound source for each frequency band and the sound source existence probability for each frequency band.

본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 방법 및 장치에서는, 산출된 음원 신호 존재 확률에 따라 이에 대응하는 시간차 값에 서로 다른 가중치를 부여하여 최종 시간차를 산출한다.In the sound source position tracking method and apparatus according to an embodiment of the present invention, the final time difference is calculated by assigning different weights to corresponding time difference values according to the calculated sound source signal presence probability.

가중치를 부여하는 방법은 다양할 수 있으며, 음원 신호 존재 확률이 높으면 높은 가중치를 부여하고, 음원 신호 존재 확률이 낮으면 낮은 가중치를 부여하는 것이 일반적이다.The weighting method may be various, and it is common to give a high weight if the sound signal signal probability is high, and to give a low weight if the sound signal signal probability is low.

보다 바람직하게는 음원 신호 존재 확률에 비례하여 가중치를 부여할 수도 있다. 즉, 각 주파수 대역별로 산출된 신호대잡음비에 비례하여 가중치를 부여할 수도 있다. More preferably, weights may be given in proportion to the sound source signal presence probability. That is, weights may be given in proportion to the signal-to-noise ratio calculated for each frequency band.

또는 다른 방법으로서, 산출된 음원 신호 존재 확률이 소정의 임계값 이상이 되는 주파수 영역만을 취해서 그 부분만의 신호를 이용해서 최종 시간차를 산출할 수도 있다.Alternatively, the final time difference may be calculated by taking only the frequency domain where the calculated sound source signal existence probability becomes equal to or greater than a predetermined threshold and using the signal of only that portion.

하나의 실시예로서 각 주파수 대역별로 산출된 음원 신호 존재 확률의 크기에 비례에서 가중치를 부여한 후 최종 시간차를 산출하는 방법은 도4에서 상술한다.As an example, a method of calculating a final time difference after weighting in proportion to the magnitude of the sound source signal existence probability calculated for each frequency band is described in detail with reference to FIG. 4.

상기 음원수신부(25)는 음원을 수집하는 역할을 한다. 즉, 마이크폰과 같이 사람의 음성을 포함한 다양한 음원을 수집할 수 있는 기기를 포함한다.The sound source receiver 25 serves to collect sound sources. That is, it includes a device that can collect a variety of sound sources, including human voice, such as a microphone.

본 발명의 일 실시예에서 상기 음원수신부(25)는 시간차를 이용하여 음원의 위치를 추적하므로 두 개 이상인 것이 바람직하다. 음원수신기가 2개인 경우에는 음원 신호가 원거리에서부터 들어오는 경우에는 그 도달 각도를 찾을 수 있다. 그러나 이 경우는 음원의 정확한 위치를 추적하기는 어렵고, 일반적으로 3개 이상의 음원수신기를 구비하는 경우에는 음원의 정확한 위치 및 거리를 추적할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sound source receiving unit 25 is preferably two or more because it tracks the position of the sound source using the time difference. In the case of two sound source receivers, the arrival angle can be found when the sound source signal comes from a long distance. However, in this case, it is difficult to track the exact position of the sound source, and in general, when three or more sound source receivers are provided, the exact position and distance of the sound source can be tracked.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 방법의 과정을 설명하는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a process of a sound source position tracking method according to an embodiment of the present invention.

음원수신부에서 다양한 음원 신호가 수신된다(S305). 상기 음원은 사람의 음성을 포함한 모든 소리를 포함한다. 음원 신호가 수신되면, 상기 A/D 변환부는 음원 신호를 디지털 신호로 변환한다(S310). 디지털 신호로 변환한 후에, 상기 주파수 영역 변환부는 이 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다(S315).Various sound source signals are received at the sound source receiver (S305). The sound source includes all sounds including a human voice. When the sound source signal is received, the A / D converter converts the sound source signal into a digital signal (S310). After the conversion to the digital signal, the frequency domain converter converts the signal into a signal in the frequency domain (S315).

주파수 영역의 신호로 변환이 되면, 상기 음원 존재 확률 판단부는 주파수 대역별로 음원 신호 존재 확률을 산출한다(S320). 상기한 바와 같이, 음원 신호 존재 확률의 산출은 신호대잡음비를 이용한다. 또한, 주파수 영역의 신호로 변환이 되면, 상기 제어부는 주파수 대역별로 음원의 시간차를 산출한다(S325). 이 방법은 상기한 같이 (식1)을 이용하여 수행된다.When the signal is converted into a signal in the frequency domain, the sound source existence probability determining unit calculates the sound source signal existence probability for each frequency band (S320). As described above, the calculation of the sound source signal existence probability uses the signal-to-noise ratio. In addition, when converted to a signal in the frequency domain, the controller calculates a time difference of the sound source for each frequency band (S325). This method is carried out using (Equation 1) as described above.

주파수 대역별 음원 신호 존재 확률 및 주파수 대역별 음원의 시간차가 산출되면 상기 제어부는 상기 음원 신호 존재 확률 및 상기 음원의 시간차를 이용하여 최종 시간차를 산출한다(S330). 이 과정에서 상기한 바와 같이 음원 신호 존재 확률에 따라 이에 대응하는 시간차 값에 서로 다른 가중치를 부여하여 산출한다. 최종 시간차가 산출되면 이를 이용하여 음원의 위치를 추적한다(S335).When the sound source signal existence probability per frequency band and the time difference of the sound source for each frequency band are calculated, the controller calculates a final time difference using the sound source signal existence probability and the time difference of the sound source (S330). In this process, it is calculated by assigning different weights to time difference values corresponding to the sound source signal existence probability as described above. When the final time difference is calculated, the location of the sound source is tracked using this (S335).

도4는 본 발명의 일 실시예에 따라 각 주파수 대역별 음원의 존재 확률 및 시간차를 산출하여 최종 시간차를 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시적 그래프이다.4 is an exemplary graph for explaining a process of calculating a final time difference by calculating the existence probability and time difference of a sound source for each frequency band according to an embodiment of the present invention.

도4의 그래프는 일정 주파수 대역에서 τ를 변화시키면서 GCC-PHAT 값이 최대가 되는 τ값을 산출하는 방법을 예시적으로 도시한다.The graph of FIG. 4 exemplarily illustrates a method of calculating a value of τ at which the GCC-PHAT value is maximum while changing τ in a predetermined frequency band.

도4는 설명을 위해서 100Hz의 간격을 가지는 세 부분의 주파수 대역만을 예시적으로 도시한다.4 exemplarily shows only three frequency bands having an interval of 100 Hz for explanation.

주파수 대역마다 τ값이 다를 수 있는데, 이는 각 주파수 대역마다 잡음이 섞이는 정도가 다르고, 신호의 포함 정도도 다르며 그 외에 측정 오차 등의 외부 요인이 작용하기 때문에, 각 주파수 대역마다 각각 다른 시간차 값(τ)이 산출될 수 있다. The τ value may be different for each frequency band. This is because the noise is mixed in each frequency band, the degree of inclusion of the signal is different, and external factors such as measurement errors are also applied. τ) can be calculated.

(a)의 경우, 주파수가 1,000Hz이고 τ를 변화시켜감에 따라 GCC-PHAT 값의 변화를 살펴보면, τ가 5 ms인때 가장 큰 GCC-PHAT 값이 도출됨을 알 수 있다. 따라서, ω=1,000Hz인 경우에는 시간차 τ가 5ms로 산출되고, 이때의 신호대잡음비 값을 30dB라고 가정한다.In the case of (a), when the frequency is 1,000 Hz and the change in the GCC-PHAT value is changed as τ is changed, it can be seen that the largest GCC-PHAT value is derived when τ is 5 ms. Therefore, when ω = 1,000 Hz, the time difference τ is calculated as 5 ms, and the signal-to-noise ratio value at this time is assumed to be 30 dB.

(b)의 경우도, 상기 (a)의 경우와 마찬가지로 방법으로, ω=1,100Hz인 경우에 시간차 τ가 8ms로 산출되고, 이때의 신호대잡음비 값을 20dB라고 가정한다.Also in the case of (b), in the same manner as in the case of (a), it is assumed that the time difference τ is calculated to be 8 ms when ω = 1,100 Hz, and the signal-to-noise ratio value at this time is 20 dB.

(c)의 경우도 마찬가지로서, ω=1,200Hz인 경우에는 시간차 τ가 2ms로 산출되고, 이때의 신호대잡음비 값을 10dB라고 가정한다.Similarly, in the case of (c), when ω = 1,200 Hz, the time difference τ is calculated to be 2 ms, and the signal-to-noise ratio value at this time is assumed to be 10 dB.

본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 방법 및 장치에서는, 최종 시간차를 산출함에 있어서 각 산출된 음원 신호 존재 확률에 따라 이에 대응하는 시간차 값에 서로 다른 가중치를 부여하는 것을 특징으로 한다.In the sound source position tracking method and apparatus according to an embodiment of the present invention, in calculating the final time difference, different weights are assigned to corresponding time difference values according to each calculated sound source signal existence probability.

또한, 그 하나의 방법으로서 산출된 음원 신호 존재 확률에 비례하여 가중치를 부여할 수 있다.In addition, as one method, the weight can be given in proportion to the calculated sound source signal existence probability.

예컨대, 산출된 음원 신호 존재 확률에 비례하여 가중치를 부여하는 경우를 예로 들어 설명하면, (c)의 경우를 기준으로 (b)의 경우는 신호대잡음비 값이 10배이고 (a)의 경우는 신호대잡음비 값이 100배이다.For example, a case in which weights are given in proportion to the calculated sound source signal existence probability will be described as an example. In the case of (c), the signal-to-noise ratio value is 10 times in the case of (b), and the signal-to-noise ratio in the case of (a). The value is 100 times.

따라서, 산출된 음원 신호 존재 확률에 비례하도록 가중치를 부여한다면 (a),(b),(c)에 각각 100,10,1의 가중치가 부여된다. 따라서, 최종적인 시간차 τ는 (100*5 + 10*8 + 1*2)/(100+10+1) = 5.243ms 가 산출된다.Therefore, if weights are proportional to the calculated sound source signal presence probability, weights of 100, 10, and 1 are respectively assigned to (a), (b), and (c). Thus, the final time difference τ is calculated as (100 * 5 + 10 * 8 + 1 * 2) / (100 + 10 + 1) = 5.243 ms.

상기 도4에서는 설명을 위해 세 부분의 주파수 대역을 예시하였지만, 응용예에 따라 주파수 대역의 개수 및 각각의 범위는 얼마든지 변형이 가능하며, 이는 당업자의 입장에서 명확하다.Although FIG. 4 illustrates three frequency bands for the purpose of illustration, the number of frequency bands and their respective ranges can be modified as many as the application example, which is obvious to those skilled in the art.

또는 최종 시간차 τ를 구하는 또 다른 실시예로서, 임의의 주파수 대역에서 음원의 존재 확률이 소정 임계값보다 작은 경우에는 그 부분의 신호는 사용하지 않고 다른 부분의 신호만으로 τ를 구할 수도 있다.Alternatively, as another embodiment of calculating the final time difference τ, when the probability of existence of the sound source in a certain frequency band is smaller than a predetermined threshold value, τ may be obtained using only the signal of the other portion without using the signal of the portion.

상기 방법에 의해 산출된 τ값을 이용하여 음원의 위치를 추적한다. 산출된 시간차 값을 이용하여 음원의 위치를 추적하는 과정은 도6에서 상술한다.The position of the sound source is tracked using the? Value calculated by the method. The process of tracking the position of the sound source using the calculated time difference value will be described in detail with reference to FIG. 6.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 음원 위치 추적에 대한 실험 데이터를 나타낸다.5 shows experimental data for sound source position tracking according to an embodiment of the present invention.

도5에 도시된 바와 같이 그래프의 수평축은 시간 영역을 나타내고, 수직축은 주파수 영역을 나타낸다. 수직축에는 주로 음성 신호의 추적을 위해서 4KHz 이하의 주파수 대역에서 본 발명에 대한 실험을 수행하였다.As shown in Fig. 5, the horizontal axis of the graph represents a time domain and the vertical axis represents a frequency domain. Experiments were performed on the vertical axis in the frequency band below 4KHz mainly for tracking of voice signals.

즉, 도5는 시간 축과 주파수 축을 동시에 도시하였으며, 스펙트럼이 짙게 표현되는 부분(51)은 음원의 신호 존재 확률이 높은 부분, 즉 신호대잡음비가 큰 부 분이다. 그러나, 반대로 스펙트럼이 옅게 표현되는 부분(52)은 음원의 신호 존재 확률이 낮은 부분, 즉 신호대잡음비가 작은 부분이다.That is, Fig. 5 shows the time axis and the frequency axis at the same time, and the part 51 in which the spectrum is expressed in a dark part is a part having a high signal presence probability, that is, a part having a high signal-to-noise ratio. However, on the contrary, the portion 52 in which the spectrum is lightly expressed is a portion where the signal presence probability of the sound source is low, that is, the portion where the signal-to-noise ratio is small.

음원의 존재 확률이 높은 곳에서 음원 도달 시간차를 산출할 경우 정확한 추적이 가능하고, 반대로 음원의 존재 확률이 낮은 곳에서 음원 도달 시간차를 산출할 경우 위치 추적의 오차가 발생한다. Accurate tracking is possible when calculating the time difference of arrival of a sound source at a high probability of existence of a sound source. On the contrary, an error of location tracking occurs when calculating the time difference of arrival of a sound source at a low probability of existence of a sound source.

따라서 상기 두 영역의 가중치를 다르게 부여함으로써, 오차를 적게 하고 신용도를 향상시키는 음원 위치 추적 방법 및 장치를 제공할 수 있게 된다.Accordingly, by assigning different weights to the two regions, it is possible to provide a sound source location tracking method and apparatus for reducing errors and improving creditworthiness.

도6a 및 도6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 최종 시간차가 산출되면 음원의 위치를 결정하는 방법을 나타내는 개략도이다.6A and 6B are schematic diagrams illustrating a method of determining a position of a sound source when a final time difference is calculated according to an embodiment of the present invention.

도6a는 TDOA 방법을 사용함에 있어서 거리차가 산출이 되면 이를 이용하여 음원의 위치를 추적하는 기본 원리를 나타내는 그래프이다.Figure 6a is a graph showing the basic principle of tracking the position of the sound source using the distance difference is calculated in using the TDOA method.

두 음원수신부(61,62)에 수신되는 음성의 시간차가 산출되면 음원이 두 음원수신부(61,62)로부터 떨어진 거리차가 산출된다. 따라서, 거리차가 일정한 점들의 집합에 음원이 존재하므로, 도6a에서와 같이 두 음원수신부(61,62)를 초점으로 하는 쌍곡선의 자취에 음원이 존재하게 된다.When the time difference between the voices received by the two sound source receivers 61 and 62 is calculated, the distance difference between the sound source and the two sound source receivers 61 and 62 is calculated. Therefore, since the sound source exists in a set of points having a constant distance difference, the sound source exists in the trace of the hyperbola focusing on the two sound source receivers 61 and 62 as shown in FIG. 6A.

도6b는 도6a의 원리를 이용하여 실제 음원을 추적하는 과정을 도시한 개략도이다.6B is a schematic diagram showing a process of tracking an actual sound source using the principle of FIG. 6A.

도6b는 3개의 음원수신부(63,64,65)를 이용하여 음원의 위치를 추적하는 방법을 예시적으로 도시한다. 먼저 제1음원수신부(63)와 제2음원수신부(64)의 시간차를 산출하고 이를 이용해 도6a의 방법으로 쌍곡선(ℓ1)을 형성한다.6B exemplarily illustrates a method of tracking the position of a sound source using three sound source receivers 63, 64, and 65. Referring to FIG. First, a time difference between the first sound source receiving unit 63 and the second sound source receiving unit 64 is calculated, and the hyperbola L1 is formed by the method of FIG. 6A.

동일한 방법으로 제1음원수신부(63)와 제3음원수신부(65)의 시간차를 산출하고 이를 이용해 쌍곡선(ℓ2)을 형성한다.In the same manner, the time difference between the first sound source receiving unit 63 and the third sound source receiving unit 65 is calculated, and the hyperbola L2 is formed using the time difference.

또한, 제2음원수신부(64)와 제3음원수신부(65)의 시간차를 산출하고 이를 이용해 쌍곡선(ℓ3)을 형성한다.In addition, the time difference between the second sound source receiver 64 and the third sound source receiver 65 is calculated and used to form a hyperbola L3.

상기 세 개의 쌍곡선이 형성되는 이는 한 점(70)에서 만나는데, 이 지점(70)이 음원이 발생한 위치가 된다.The three hyperbolas are formed at one point 70, which is the position where the sound source is generated.

따라서, 상기와 같이 TDOA 방식을 이용하되 주파수 대역별로 음원 존재 확률에 따른 가중치를 부여하여 발생하는 오차를 최소화하는 음원 위치 추적을 할 수 있다.Therefore, using the TDOA method as described above, it is possible to track the location of the sound source to minimize the error caused by assigning a weight according to the sound source existence probability for each frequency band.

이제까지 본 발명에 대해서 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains to the detailed description of the present invention and other forms of embodiments within the essential technical scope of the present invention. Could be implemented.

여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all differences within the scope of the claims are to be construed as being included in the present invention.

도1은 종래의 음원 위치 추적 방법의 과정을 설명하는 순서도.1 is a flow chart illustrating a process of a conventional sound source position tracking method.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 장치의 블록도.Figure 2 is a block diagram of a sound source position tracking device according to an embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 위치 추적 방법의 과정을 설명하는 순서도.Figure 3 is a flow chart illustrating the process of the sound source position tracking method according to an embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따라 각 주파수 대역별 음원의 존재 확률 및 시간차를 산출하여 최종 시간차를 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시적 그래프.4 is an exemplary graph for explaining a process of calculating a final time difference by calculating the existence probability and time difference of a sound source for each frequency band according to an embodiment of the present invention.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 음원 위치 추적에 대한 실험 데이터.5 is experimental data for sound source position tracking, according to an embodiment of the present invention.

도6a 및 도6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 최종 시간차가 산출되면 음원의 위치를 결정하는 방법을 나타내는 개략도.6A and 6B are schematic diagrams illustrating a method of determining a position of a sound source when a final time difference is calculated according to an embodiment of the present invention.

※도면의 주요 부분에 대한 설명※           ※ Explanation of main part of drawing ※

20 : 음원 위치 추적 장치 21 : A/D 변환부20: sound source position tracking device 21: A / D conversion unit

22 : 주파수 영역 변환부 23 : 음원 존재 확률 판단부22: frequency domain conversion unit 23: sound source presence probability determination unit

24 : 제어부 25 : 음원수신부24: control unit 25: sound source receiving unit

Claims (10)

음원에서 생성된 음원 신호를 복수의 음원 수신부들을 통해 수신하는 단계;Receiving a sound source signal generated by the sound source through a plurality of sound source receivers; 상기 수신된 음원 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;Converting the received sound source signal into a digital signal; 상기 디지털 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계;Converting the digital signal into a signal in a frequency domain; 상기 주파수 영역의 신호에서 각 주파수 대역별로 음원 신호 존재 확률을 산출하는 단계;Calculating a sound source signal existence probability for each frequency band from the signal in the frequency domain; 상기 각 주파수 대역별로 상기 음원 신호가 상기 복수의 음원 수신부들 각각에 도달한 시간의 시간차를 산출하는 단계;Calculating a time difference of time when the sound source signal reaches each of the plurality of sound source receivers for each frequency band; 상기 각 주파수 대역별로, 상기 산출된 음원 신호 존재 확률에 따라 각기 다른 가중치를, 상기 시간차에 부여한 값을 총합하여 최종 시간차를 산출하는 단계; 및Calculating a final time difference for each of the frequency bands by adding different weights to the time difference according to the calculated sound source signal presence probability; And 상기 산출된 최종 시간차를 이용하여 상기 음원의 위치를 추적하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음원 위치 추적 방법.And tracing the position of the sound source using the calculated final time difference. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 주파수 대역별로 상기 음원 신호 존재 확률을 산출하는 단계는 신호대잡음비(SNR)를 이용하는 것을 특징으로 하는 음원 위치 추적 방법.And calculating the sound source signal existence probability for each frequency band using a signal-to-noise ratio (SNR). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 주파수 대역별로 상기 음원 신호가 상기 복수의 음원 수신부들 각각에 도달한 시간의 시간차를 산출하는 단계는, 상호상관함수(Generalized Cross-Correlation, GCC)에 상기 복수의 주파수 영역의 신호들을 적용하여 상기 시간차를 산출하는 것을 특징으로 하는 음원 위치 추적 방법.Computing the time difference of the time when the sound source signal reaches each of the plurality of sound source receivers for each frequency band, by applying the signals of the plurality of frequency domains to a generalized cross-correlation (GCC) The sound source position tracking method, characterized in that for calculating the time difference. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가중치는 상기 산출된 음원 신호 존재 확률에 비례하는 것을 특징으로 하는 음원 위치 추적 방법.And the weight is proportional to the calculated sound source signal presence probability. 삭제delete 음원에서 생성된 음원 신호를 수신하는 복수의 음원 수신부;A plurality of sound source receiving unit for receiving a sound source signal generated in the sound source; 상기 수신된 음원 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부;An A / D converter converting the received sound source signal into a digital signal; 상기 A/D 변환부에서 변환된 상기 디지털 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 주파수 영역 변환부;A frequency domain converter for converting the digital signal converted by the A / D converter into a signal in a frequency domain; 상기 주파수 영역 변환부에서 변환된 상기 주파수 영역의 신호에서 각 주파수 대역별로 음원 신호 존재 확률을 산출하는 음원 존재 확률 판단부; 및A sound source existence probability determination unit for calculating a sound source signal existence probability for each frequency band from the signal of the frequency domain transformed by the frequency domain conversion unit; And 상기 각 주파수 대역별로 상기 음원 신호가 상기 복수의 음원 수신부들 각각에 도달한 시간의 시간차를 산출하고, 상기 주파수 대역별로 산출된 상기 음원 신호 존재 확률 및 상기 시간차를 이용하여 최종 시간차를 산출하며, 상기 최종 시간차를 이용하여 상기 음원의 위치를 추적하는 제어부를 포함하고,Calculating a time difference of a time when the sound source signal reaches each of the plurality of sound source receivers for each frequency band, and calculating a final time difference using the sound source signal existence probability and the time difference calculated for each frequency band, A control unit for tracking the position of the sound source using a final time difference, 상기 제어부는 상기 각 주파수 대역별로, 상기 산출된 음원 신호 존재 확률에 따라 각기 다른 가중치를, 상기 시간차에 부여한 값을 총합하여 상기 최종 시간차를 산출하는 것을 특징으로 하는 음원 위치 추적 장치.And the control unit calculates the final time difference for each frequency band by summing different weighted values according to the calculated sound source signal existence probability and adding the values to the time difference. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 음원 존재 확률 판단부는 신호대잡음비(SNR)를 이용하여 상기 각 주파수 대역별로 상기 음원 신호 존재 확률을 산출하는 것을 특징으로 하는 음원 위치 추적 장치.And the sound source presence probability determining unit calculates the sound source signal existence probability for each frequency band using a signal-to-noise ratio (SNR). 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 가중치는 상기 산출된 음원 신호 존재 확률에 비례하는 것을 특징으로 하는 음원 위치 추적 장치.And the weight is proportional to the calculated sound source signal presence probability. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제어부는 상호상관함수(Generalized Cross-Correlation, GCC)에 상기 복수의 주파수 영역의 신호들을 적용하여 상기 시간차를 산출하는 것을 특징으로 하는 음원 위치 추적 장치.And the control unit calculates the time difference by applying signals of the plurality of frequency domains to a generalized cross-correlation (GCC).
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