KR101382259B1 - 신호의 전력 및 스펙트럼 특성을 이용한 천이 소음 탐지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천이 소음 탐지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 신호의 전력 및 스펙트럼 특성을 이용하여 천이 소음을 탐지하는 신호의 전력 및 스펙트럼을 이용한 천이 소음 탐지 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 천이 소음 탐지 방법에 있어서, 목표물을 탐지하기 위한 신호를 송수신하는 과정과, 상기 수신된 신호를 프레임 단위 별로 n-point 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 수행한 후, 샘플 수(n)로 나누고, 상기 샘플 수로 나눈 값의 절대값을 제곱하여 전력 스펙트럼을 계산하는 과정과, 상기 프레임 단위 별로 계산된 전력 스펙트럼을 합산하는 과정과, 상기 계산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 스펙트럼으로 정규화하고, 상기 합산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 전력으로 정규화하는 과정과, 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 제1 임계값보다 작고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계값보다 작으면, 배경 잡음을 갱신하는 과정과, 상기 계산된 전력 스펙트럼에서 상기 갱신된 배경잡음 또는 기 저장된 배경 잡음을 감산한 후, 상기 프레임 단위별로 합산하고, 상기 배경잡음의 스펙트럼을 가산한 값으로 나누는 과정과, 상기 가산된 값으로 나뉜 값과 제3 임계값을 비교하는 과정을 포함한다.

Description

신호의 전력 및 스펙트럼 특성을 이용한 천이 소음 탐지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING TRANSITION NOISE USING STRENGTH OF SIGNAL AND SPECTRUM PROPERTY}

본 발명은 천이 소음 탐지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 신호의 전력 및 스펙트럼 특성을 이용하여 천이 소음을 탐지하는 신호의 전력 및 스펙트럼을 이용한 천이 소음 탐지 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 능동 소나 표적탐지에서 연속파(Continuous Wave) 신호를 이용한 표적의 탐지는 보편적인 탐지 방법으로서, 연속파 표적신호의 탐지를 위해 일반적으로 고속 퓨리에 변환(fast Fourier Transform) 기반의 탐지기법이 널리 사용되고 있다.

소나(sound navigation and ranging, SONAR)란 음파를 이용하여 해저, 선박, 어군이나 기타 목표물과의 거리를 측정하여 항해용으로 제공되는 기법을 말한다. 이러한 소나는 일반적으로 수동 소나와 능동 소나가 있으며, 수동 소나는 선박이나 물고기가 발하는 음의 방향, 거리 및 세기 등을 측정하는 수신 전용 소나이다. 그리고, 능동 소나는 음파를 발사해서 목표물로부터의 반사음을 수신하여 방위 및 거리를 측정하는 방식으로서, 수평 소나와 수직 소나로 분류된다. 다만, 수직 소나는 일반적으로 음향 측심기, 어군탐지기 등으로 불리며, 소나만을 말할 때는 수평 소나를 가리키는 것이 보통이다. 소나는 어느 한 방향으로 송파기를 향하여 음파의 펄스를 발사하고, 그 방향으로부터의 반사파를 수신한 후, 다음 방향을 향하여 같은 과정을 반복하는 것이 원칙이다.

이러한 소나는 목표물을 탐지하기 위해 목표물로 신호(예: 음파)를 송신하고, 목표물로부터 반사된 신호를 수신한다. 그리고, 수신된 신호가 목표물로부터 반사되는 능동 신호인지 아니면 목표물 이외의 천이 소음인지를 구분한다. 이러한 천이 소음은 어뢰발사관 개방 및 어뢰 발사로 인해 함정에서 발생되거나 돌고래와 같은 해양 생물들로부터 발생되는 소음을 말한다.

그리고, 소나를 장착한 자함은 작전능력 및 생존성 향상을 위해 매우 중요하다. 일반적인 능동 소나 신호 식별에서의 신호처리는 탐지 알고리즘에서 탐지된 신호를 정밀한 식별 시스템에 적용하기 위해서 능동송신 신호와 천이소음을 효과적으로 분류하거나 또는 천이소음을 탐지하고 구분하기 위한 알고리즘을 필요로 한다.

이러한 천이 소음의 탐지는 수중환경에서의 배경 잡음을 지속적으로 추정해가면서 소음원에 의해 천이신호가 발생할 경우 생기는 에너지의 변화와 스펙트럼의 특성 변화등을 이용하여 이루어진다.

그런데, 종래에는 수신된 신호가 목표물로부터 반사된 신호인지, 목표물 이외의 신호인지 또는 수중환경에서 어뢰발사관 개방, 어뢰 발사, 돌고래와 같은 해양 생물들로부터 일시적으로 발생되는 천이소음을 탐지하는 기법이 존재하지 않았다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 신호의 전력 및 스펙트럼 특성을 이용하여 천이 소음을 탐지하는 천이 소음 탐지 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 신호의 시간 영역에서의 분석 프레임 별 에너지를 구하고, 이를 이용하여 주변 배경잡음 레벨에 따른 임계값을 설정하여 천이 소음을 탐지하는 천이 소음 탐지 장치 및 방법을 제공한다.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 천이 소음 탐지 장치에 있어서, 목표물을 탐지하기 위한 신호를 송수신하는 송수신부와, 상기 수신된 신호를 프레임 단위 별로 전력 스펙트럼을 계산하고, 상기 프레임 단위 별로 계산된 전력 스펙트럼을 합산하는 계산부와, 상기 계산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 스펙트럼으로 정규화하고, 상기 합산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 전력으로 정규화하는 제어부와, 상기 정규화된 평균 스펙트럼과 제1 임계값을 비교하고, 상기 정규화된 평균 전력과 제2 임계값을 비교하는 비교부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 상기 제1 임계값보다 작고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계값보다 작으면, 배경잡음을 갱신하며, 상기 계산부는 상기 계산된 전력 스펙트럼에서 상기 갱신된 배경잡음 또는 기 저장된 배경잡음을 감산한 후, 상기 프레임 단위별로 합산하고, 상기 배경잡음의 스펙트럼을 가산한 값으로 나누며, 상기 비교부는 천이소음 탐지여부를 판단하기 위해 상기 가산된 값으로 나뉜 값과 제3 임계값을 비교한다.

또한, 상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 천이 소음 탐지 방법에 있어서, 목표물을 탐지하기 위한 신호를 송수신하는 과정과, 상기 수신된 신호를 프레임 단위 별로 n-point 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 수행한 후, 샘플 수(n)로 나누고, 상기 샘플 수로 나눈 값의 절대값을 제곱하여 전력 스펙트럼을 계산하는 과정과, 상기 프레임 단위 별로 계산된 전력 스펙트럼을 합산하는 과정과, 상기 계산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 스펙트럼으로 정규화하고, 상기 합산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 전력으로 정규화하는 과정과, 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 제1 임계값보다 작고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계값보다 작으면, 배경 잡음을 갱신하는 과정과, 상기 계산된 전력 스펙트럼에서 상기 갱신된 배경잡음 또는 기 저장된 배경 잡음을 감산한 후, 상기 프레임 단위별로 합산하고, 상기 배경잡음의 스펙트럼을 가산한 값으로 나누는 과정과, 상기 가산된 값으로 나뉜 값과 제3 임계값을 비교하는 과정을 포함한다.

본 발명은 신호의 전력 및 스펙트럼 특성을 이용하여 천이 소음을 탐지하는 천이 소음 탐지 장치 및 방법을 제공함으로써, 수신된 신호가 목표물로부터 반사된 신호인지, 목표물 이외의 신호인지 또는 수중환경에서 어뢰발사관 개방, 어뢰 발사, 돌고래와 같은 해양 생물들로부터 일시적으로 발생되는 천이소음인지를 탐지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 장치의 세부 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 배경 잡음이 1.5초 부근에서 2배로 변하는 입력 신호를 나타낸 예시도.
도 5는 종래의 전력과 SD를 배경 잡음 추정 조건으로 사용한 경우를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 천이 소음 탐지 방법을 통해서 평균 스펙트럼(dS)와 평균 전력(dP)를 배경 잡음 추정 조건으로 사용한 경우를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 장치를 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 장치는 신호를 송수신하는 송수신부(110)와, 수신된 신호를 프레임 단위 별로 전력 스펙트럼을 계산하고, 프레임 단위별로 계산된 전력 스펙트럼을 합산하는 계산부(112)와, 현재 프레임의 Xb와 이전 프레임의 Xb의 차를 Xb의 평균으로 정규화하고, 현재 프레임의 전력과 이전 프레임의 전력의 차를 평균 전력으로 정규화하는 제어부(118)와, 정규화된 평균 스펙트럼과 제1 임계 값을 비교하고, 정규화된 평균 전력과 제2 임계 값을 비교하는 비교부(114)와, 상기 제1 임계 값 및 제2 임계 값을 저장하는 저장부(116)을 포함한다.

또한, 상기 비교부(114)는 정규화된 평균 스펙트럼과 정규화된 평균 전력을 비교한다. 그리고, 상기 계산부(112)는 계산된 전력 스펙트럼의 bin의 절대값을 제곱하고, 상기 제곱된 절대값에서 배경 잡음을 감산하고, 각 bin의 절대값을 가산한다. 그리고, 가산된 각 bin의 절대값을 배경잡음 스펙트럼을 합한 값으로 나눈다. 이후, 상기 비교부(114)는 상기 계산부(112)에서 나뉜 값이 제3 임계 값보다 큰지 비교한다. 만일, 크면 제어부(118)는 천이 소음이 발생된 것으로 판단하고, 크지 않으면, 천이 소음이 존재하지 않은 것으로 판단한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

송수신부(110)는 목표물을 탐지하기 위한 신호를 송신하고, 신호를 수신한다. 상기 신호는 목표물로부터 반사된 신호이거나, 또는 반사된 신호에 목표물 이외의 신호가 포함된 신호이거나 또는 수중환경에서 어뢰발사관 개방, 어뢰 발사, 돌고래와 같은 해양 생물들로부터 일시적으로 발생되는 신호가 포함된 신호일 수 있다. 이러한 신호가 송수신부(110)를 통해 입력되면, 계산부(112)는 입력된 신호를 프레임 단위별로 전력 스펙트럼을 계산한다. 그리고, 프레임 단위별로 계산된 전력 스펙트럼을 합산한다. 보다 상세하게, 상기 계산부(112)는 입력된 신호의 한 프레임을 n-point FFT(Fast Fourier Transform)한 후, n으로 나눈다. 상기 n은 신호의 길이를 나타낸다. 그리고, 각 스펙트럼 bin의 절대값을 제곱한다. 상기 bin은 스펙트럼의 데이터 포인트를 말한다. 또한, 상기 계산부(112)는 프레임 단위별로 전력 스펙트럼을 합산한다. 상기 합산된 전력 스펙트럼은 이산 퓨리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT)에서 한 프레임의 전력에 해당된다.

상기 계산부(112)에 의해 합산된 전력 스펙트럼은 아래 <수학식 1>에 의해 계산된다.

상기 <수학식 1>에서 x는 신호를 나타내며, N은 신호 x[n]의 길이를 나타낸다.

그리고, 상기 제어부(118)는 현재 프레임의 Xb와 이전 프레임의 Xb의 차를 Xb의 평균으로 정규화하고, 현재 프레임의 전력과 이전 프레임의 전력의 차를 평균 전력으로 정규화한다. 상기 Xb는 상기 제곱된 bin의 절대값을 Nc개의 밴드별로 나누고, 각 밴드별 bin을 합한 스펙트럼을 나타낸다.

그러면, 상기 비교부(114)는 정규화된 평균 스펙트럼과 제1 임계 값의 크기를 비교하고, 정규화된 평균 전력과 제2 임계 값의 크기를 비교한다. 상기 제1 및 제2 임계 값은 배경 잡음을 추정하기 위해 미리 설정된 임계 값이며, 상기 정규화된 평균 스펙트럼과 정규화된 평균 전력이 일정 시간 동안 상기 제1 및 제2 임계 값 이하로 지속되면 배경 잡음 구간으로 보고 배경 잡음을 추정한다.

이후, 상기 제어부(118)는 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 상기 제1 임계 값보다 작고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계 값보다 작으면, 천이 소음이 존재하지 않는 것으로 판단하고, 저장부(116)에 기 저장된 배경 잡음을 갱신한다. 만일, 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 상기 제1 임계 값보다 크고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계 값보다 크면, 상기 계산부(112)는 상기 제곱된 절대 값에서 상기 추정된 배경 잡음을 감산하고, 각 bin의 절대값을 합산한다. 상기 추정된 배경 잡음은 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 상기 제1 임계 값보다 크고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계 값보다 큰 경우의 배경 잡음이거나 또는 상기 저장부(116)에 기 저장된 배경 잡음일 수 있다. 그리고, 상기 계산부(112)는 상기 제곱된 절대 값을 상기 합산된 bin의 절대값으로 나눈다.

그리고, 상기 비교부(114)는 상기 제곱된 절대 값을 상기 합산된 bin의 절대값으로 나눈 값을 제3 임계 값과 비교한다. 상기 제3 임계 값은 천이 소음이 발생되었는지를 판단하기 위해 미리 설정된 임계 값으로서, 상기 제곱된 절대 값을 상기 합산된 bin의 절대값으로 나눈 값이 제3 임계 값보다 크면, 천이 소음이 발생된 것으로 판단하고, 작으면, 천이 소음이 발생되지 않은 것으로 판단한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 장치의 세부 블럭도이다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 각각의 블럭들은 기능에 따라 도 1의 해당 장치에 포함된다.

신호가 입력되면, 블럭 210은 입력된 신호를 n-point 고속 퓨리에 변환하여 X'을 생성한다. 그리고, 상기 블럭 212는 생성된 X'을 프레임 단위로 n으로 나눈 후, 각 스펙트럼 bin의 절대값을 제곱하여 X를 생성한다. 이후, 상기 생성된 X는 블럭 214로 입력되어 프레임 단위로 계산된 전력 스펙트럼을 합산(P)한다. 그리고, 블럭 216은 합산된 스펙트럼(P)를 통해서 현재 프레임 전력과 이전 프레임 전력의 차를 평균 전력으로 정규화한 평균 전력(dP)을 생성한다. 또한, 상기 X는 블럭 218에 입력되고, 상기 블럭 218은 입력된 X를 Nc개의 밴드별로 나누고, 각 밴드별 bin을 더한 평균 스펙트럼(dS)을 생성한다.

블럭 220은 상기 생성된 평균 전력(dP)을 제1 임계 값과 비교하고, 평균 스펙트럼(dS)을 제2 임계 값과 비교한다. 상기 제1 및 제2 임계 값은 배경 잡음을 추정하기 위해 미리 설정된 임계 값이며, 상기 정규화된 평균 스펙트럼과 정규화된 평균 전력이 일정 시간 동안 상기 제1 및 제2 임계 값 이하로 지속되면 배경 잡음 구간으로 보고 배경 잡음을 추정한다.

비교 결과, 정규화된 평균 스펙트럼이 상기 제1 임계 값보다 작고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계 값보다 작으면, 천이 소음이 존재하지 않는 것으로 판단하고, 블럭 222에 기 저장된 배경 잡음을 갱신한다. 만일, 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 상기 제1 임계 값보다 크고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계 값보다 크면, 블럭 224는 상기 제곱된 절대 값에서 상기 추정된 배경 잡음을 감산하고, 각 bin의 절대값을 합산한다. 그리고, 블럭 224는 상기 제곱된 절대 값을 상기 합산된 bin의 절대 값으로 나누어 SD를 생성한다. 상기 SD는 제곱된 절대 값에서 상기 추정된 배경 잡음을 감산하고, 각 bin의 절대값을 합산한 후, 제곱된 절대 값을 상기 합산된 bin의 절대 값으로 나눈 값이다. 그리고, 상기 추정된 배경 잡음은 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 상기 제1 임계 값보다 크고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계 값보다 큰 경우의 배경 잡음이거나 또는 상기 저장부(116)에 기 저장된 배경 잡음일 수 있다.

상기 생성된 SD는 블럭 226에서 제3 임계 값과 비교한다. 상기 제3 임계 값은 천이 소음이 발생되었는지를 판단하기 위해 미리 설정된 임계 값으로서, 상기 생성된 SD가 제3 임계 값보다 크면, 천이 소음이 발생된 것으로 판단하고, 작으면, 천이 소음이 발생되지 않은 것으로 판단한다.

상술한 블럭 210은 송수신부(110)에 구성되며, 블럭 212, 214, 224는 계산부(112)에 구성되며, 블럭 220, 226은 비교부(114)에 구성되며, 블럭 216, 218, 222는 제어부(118)에 구성된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 천이 소음 탐지 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

신호가 입력되면, 입력된 신호를 프레임 단위로 전력 스펙트럼을 계산한다(S310, S312). 보다 상세하게, 입력된 신호를 n-point FFT하여 n으로 나눈 후, 각 스펙트럼 bin의 절대값을 제곱한다. 이후, 프레임 단위별로 계산된 전력 스펙트럼을 합산한다(S314). 그리고, 현재 프레임의 Xb와 이전 프레임의 Xb의 차를 Xb의 평균 스펙트럼으로 정규화하고, 현재 프레임의 전력과 이전 프레임의 전력의 차를 평균 전력으로 정규화한다(S316). 상기 Xb는 상기 과정(S312)에서 제곱된 절대값을 Nc개의 밴드별로 나누고, 각 밴드별 bin을 더한 스펙트럼을 나타낸다.

상기 과정(S316)에서 정규화된 평균 스펙트럼과 제1 임계 값을 비교하고, 상기 정규화된 평균 전력과 제2 임계 값을 비교한다(S318). 그리고, 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 제1 임계 값보다 작고, 정규화된 평균 전력이 제2 임계 값보다 작으면, 기 저장된 배경 잡음을 갱신한다(S320, S322). 만일, 상기 과정(S318)에서 상기 정규화된 평균 스펙트럼이 제1 임계 값보다 크고, 정규화된 평균 전력이 제2 임계 값보다 크면, 상기 과정(S312)에서 제곱된 절대값에서 배경 잡음을 감산하고, 각 bin의 전대값을 가산한다(S324). 상기 과정(S324)에서의 배경 잡음은 상기 기 저장된 배경 잡음이거나, 또는 상기 갱신된 배경 잡음 일 수 있다.

이후, 가산된 각 bin의 절대값을 배경 잡음 스펙트럼을 합한 값으로 나눈다(S326). 그리고, 상기 과정(S326)에서 계산된 값과 제3 임계 값을 비교한다(S328). 비교 결과, 상기 과정(S326)에서 계산된 값이 제3 임계 값보다 크면, 천이 소음이 발생한 것으로 판단하고, 상기 과정(S326)에서 계산된 값이 제3 임계 값보다 크지 않으면, 천이소음이 존재하지 않은 것으로 판단한다. 이러한, 본 발명에 따른 제1 내지 제3 임계 값들은 미리 설정된 값들로서, 천이 소음의 발생 여부를 판단하기 위한 기준 값들이다.

도 4는 배경 잡음이 1.5초 부근에서 2배로 변하는 입력 신호를 나타낸 예시도이고, 도 5는 종래의 전력과 SD를 배경 잡음 추정 조건으로 사용한 경우를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 천이 소음 탐지 방법을 통해서 평균 스펙트럼(dS)와 평균 전력(dP)을 배경 잡음 추정 조건으로 사용한 경우를 나타낸 예시도이다. 상기 SD는 제곱된 절대 값에서 상기 추정된 배경 잡음을 감산하고, 각 bin의 절대값을 합산한 후, 제곱된 절대 값을 상기 합산된 bin의 절대 값으로 나눈 값이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 입력되는 신호가 1.5초 부근에서 배경 잡음의 크기가 2배 정도 커질 경우, 종래의 알고리즘에서는 천이 신호로 검출한 후, 계속 그 상태를 유지하고 있음을 알 수 있다(도 5). 그러나, 본 발명과 같이 평균 스펙트럼(dS)와 평균 전력(dP)을 적용하면, 배경잡음이 급격히 변하는 구간에서는 잠시 오탐지가 존재하지만, 수 프레임이 지난 후부터는 다시 배경 잡음을 올바르게 추정하여 천이소음을 탐지함을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (9)

1. 천이 소음 탐지 장치에 있어서,
   목표물을 탐지하기 위한 신호를 송수신하는 송수신부와,
   상기 수신된 신호를 프레임 단위 별로 전력 스펙트럼을 계산하고, 상기 프레임 단위 별로 계산된 전력 스펙트럼을 합산하는 계산부와,
   상기 계산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 스펙트럼으로 정규화하고, 상기 합산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 전력으로 정규화하는 제어부와,
   상기 정규화된 평균 스펙트럼과 제1 임계값을 비교하고, 상기 정규화된 평균 전력과 제2 임계값을 비교하는 비교부를 포함하며,
   상기 제어부는
   상기 정규화된 평균 스펙트럼이 상기 제1 임계값보다 작고, 상기 정규화된 평균 전력이 상기 제2 임계값보다 작으면, 배경잡음을 갱신하며,
   상기 계산부는
   상기 계산된 전력 스펙트럼에서 상기 갱신된 배경잡음 또는 기 저장된 배경잡음을 감산한 후, 상기 프레임 단위별로 합산하고, 상기 배경잡음의 스펙트럼을 가산한 값으로 나누며,
   상기 비교부는
   천이소음 탐지여부를 판단하기 위해 상기 가산된 값으로 나뉜 값과 제3 임계값을 비교하는 천이 소음 탐지 장치.
   
2. 제1 항에 있어서, 상기 계산부는
   상기 수신된 신호를 프레임 단위로 n-point 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 수행한 후, 샘플 수(n)로 나누고, 각 스펙트럼 빈(bin)의 절대값을 제곱하여 전력 스펙트럼을 계산하는 천이 소음 탐지 장치.
   
3. 제2 항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 수신된 신호에서 현재 프레임의 Xb와 이전 프레임의 Xb의 차를 Xb의 평균 스펙트럼으로 정규화하고, 상기 현재 프레임의 전력과 상기 이전 프레임의 전력의 차를 평균 전력으로 정규화하며,
   상기 Xb은 상기 제곱된 절대값을 적어도 하나 이상의 밴드로 나누고, 각 밴드별 bin을 더한 스펙트럼을 나타내는 것을 특징으로 하는 천이 소음 탐지 장치.
   
4. 제3 항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 나뉜 값이 상기 제3 임계값보다 크면, 상기 수신된 신호에 천이 소음이 발생한 것으로 판단하고, 상기 나뉜 값이 상기 제3 임계값보다 크지 않으면, 천이 소음이 존재하지 않은 것으로 판단하는 천이 소음 탐지 장치.
   
5. 제1 항에 있어서, 상기 정규화된 평균 전력은 아래 <수학식 2>로 계산되며,
   <수학식 2>
   

   

   
   상기 <수학식 2>에서 x는 신호를 나타내며, N은 신호 x[n]의 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 천이 소음 탐지 장치.
   
6. 천이 소음 탐지 방법에 있어서,
   목표물을 탐지하기 위한 신호를 송수신하는 과정과,
   상기 수신된 신호를 프레임 단위 별로 n-point 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 수행한 후, 샘플 수(n)로 나누고, 상기 샘플 수로 나눈 값의 절대값을 제곱하여 전력 스펙트럼을 계산하는 과정과,
   상기 프레임 단위 별로 계산된 전력 스펙트럼을 합산하는 과정과,
   상기 계산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 스펙트럼으로 정규화하고, 상기 합산된 전력 스펙트럼을 통해서 평균 전력으로 정규화하는 과정과,
   상기 정규화된 평균 스펙트럼이 제1 임계값보다 작고, 상기 정규화된 평균 전력이 제2 임계값보다 작으면, 배경 잡음을 갱신하는 과정과,
   상기 계산된 전력 스펙트럼에서 상기 갱신된 배경잡음 또는 기 저장된 배경 잡음을 감산한 후, 상기 프레임 단위별로 합산하고, 상기 배경잡음의 스펙트럼을 가산한 값으로 나누는 과정과,
   상기 가산된 값으로 나뉜 값과 제3 임계값을 비교하는 과정을 포함하는 천이 소음 탐지 방법.
   
7. 제6 항에 있어서, 상기 정규화 과정은
   상기 수신된 신호에서 현재 프레임의 Xb와 이전 프레임의 Xb의 차를 Xb의 평균 스펙트럼으로 정규화하고, 상기 현재 프레임의 전력과 상기 이전 프레임의 전력의 차를 평균 전력으로 정규화하는 과정을 포함하며,
   상기 Xb은 상기 제곱된 절대값을 적어도 하나 이상의 밴드로 나누고, 각 밴드별 bin을 더한 스펙트럼을 나타내는 것을 특징으로 하는 천이 소음 탐지 방법.
   
8. 제7 항에 있어서, 상기 정규화 과정은
   상기 나뉜 값이 상기 제3 임계값보다 크면, 상기 수신된 신호에 천이 소음이 발생한 것으로 판단하고, 상기 나뉜 값이 상기 제3 임계값보다 크지 않으면, 천이 소음이 존재하지 않은 것으로 판단하는 과정을 포함하는 천이 소음 탐지 방법.
   
9. 제6 항에 있어서, 상기 정규화된 평균 전력은 아래 <수학식 3>로 계산되며,
   <수학식 3>
   

   

   
   상기 <수학식 3>에서 x는 신호를 나타내며, N은 신호 x[n]의 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 천이 소음 탐지 방법.

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