KR101943903B1 - Method for cognition direction of sound source, apparatus and system for executing the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 음원 방향 인식 기술과 관련된다. Embodiments of the invention relate to sound source direction recognition techniques.
음원의 방향을 인식하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 그러나, 기존의 연구들은 주로 2개 이상의 마이크로폰을 사용하여 음원의 방향을 인식하였다. 이 경우, 음원 방향 인식을 위한 시스템의 하드웨어 부품이 증가하며, 해당 시스템 자체의 부피가 커지게 되는 문제점이 있게 된다. 또한, 음원의 방향을 인식하기 위한 연산 처리량이 증가하는 등의 문제점이 있다.Many studies have been conducted to recognize the direction of a sound source. However, existing studies have mainly recognized the direction of sound sources using two or more microphones. In this case, the number of hardware components of the system for recognizing the sound source direction increases, and the volume of the system itself becomes large. In addition, there is a problem that the amount of calculation processing for recognizing the direction of the sound source is increased.
본 발명의 실시예는 하나의 마이크로폰을 이용하여 음원의 방향을 인식할 수 있는 음원 방향 인식 방법과 이를 수행하기 위한 장치 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.An embodiment of the present invention is to provide a sound source direction recognition method capable of recognizing a direction of a sound source using one microphone, and an apparatus and system for performing the method.
개시되는 일 실시예에 따른 음원 방향 인식 시스템은, 음원에서 발생되는 음향 신호를 수신하는 마이크로폰; 상기 마이크로폰과 서로 다른 반사 거리를 갖도록 마련되고 상호 이격되어 배치되며, 상기 음원에서 발생되는 음향 신호를 반사시키는 복수 개의 반사판; 및 상기 마이크로폰이 상기 음원으로부터 직접 수신하는 음향 신호(직접 수신 음향 신호) 및 상기 마이크로폰이 상기 반사판으로부터 수신하는 음향 신호(반사 수신 음향 신호)를 기반으로 상기 음원의 방향을 인식하는 음원 방향 인식 모듈을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a sound source direction recognition system including: a microphone for receiving an acoustic signal generated from a sound source; A plurality of reflection plates disposed to be spaced apart from each other with different reflection distances from the microphone and reflecting acoustic signals generated from the sound source; And a sound source direction recognition module for recognizing the direction of the sound source based on an acoustic signal (direct reception acoustic signal) directly received from the sound source by the microphone and an acoustic signal (reflection reception acoustic signal) received from the reflection plate by the microphone .
상기 복수 개의 반사판은 각각, 상기 마이크로폰을 향하여 지면에 수직하게 마련될 수 있다.Each of the plurality of reflection plates may be provided perpendicularly to the ground toward the microphone.
상기 복수 개의 반사판은 각각, 상기 마이크로폰을 향하는 중심이 상기 마이크로폰을 기준으로 일정 각도 간격을 갖도록 배치될 수 있다.The plurality of reflection plates may be disposed such that the center of the plurality of reflection plates facing the microphone has a predetermined angle interval with respect to the microphone.
상기 음원 방향 인식 시스템은, 상기 복수 개의 반사판을 상기 마이크로폰과 각각 연결하며 서로 다른 길이를 가지는 복수 개의 연결부를 더 포함할 수 있다.The sound source direction recognition system may further include a plurality of connection units connecting the plurality of reflection plates to the microphone and having different lengths.
상기 음원 방향 인식 시스템은, 상기 마이크로폰을 수납하는 마이크로폰 수납부를 더 포함하고, 상기 복수 개의 연결부의 일단은 상기 복수 개의 반사판에 각각 연결되고, 상기 복수 개의 연결부의 타단은 상기 마이크로폰 수납부에 연결될 수 있다.The sound source direction recognition system may further include a microphone housing part for housing the microphone, one end of the plurality of connection parts is connected to the plurality of reflection plates, and the other end of the plurality of connection parts is connected to the microphone housing part .
상기 복수 개의 연결부의 타단은, 상기 마이크로폰 수납부의 외주면에 일정 각도 간격으로 이격되어 마련될 수 있다.The other ends of the plurality of connection portions may be spaced apart from the outer circumferential surface of the microphone housing portion at predetermined angular intervals.
상기 복수 개의 연결부는, 상기 마이크로폰 수납부의 외주면 일측에서 타측으로 갈수록 길이가 길어지도록 마련될 수 있다.The plurality of connection portions may be formed to be longer from one side of the outer circumferential surface of the microphone housing portion toward the other.
상기 음원 방향 인식 모듈은, 상기 직접 수신 음향 신호와 상기 반사 수신 음향 신호 간의 지연 시간을 산출하고, 상기 산출한 지연 시간과 대응되는 반사 거리를 갖는 반사판을 확인하여 상기 음원의 방향을 인식할 수 있다. The sound source direction recognition module may calculate a delay time between the direct reception sound signal and the reflection reception sound signal and recognize the direction of the sound source by checking a reflector having a reflection distance corresponding to the calculated delay time .
개시되는 일 실시예에 따른 음원 방향 인식 방법은, 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치에서 수행되는 방법으로서, 마이크로폰이 수신한 음향 신호(직접 수신 음향 신호 및 반사 수신 음향 신호를 포함)의 리얼 켑스트럼(Real Cepstrum)을 산출하는 단계; 상기 리얼 켑스트럼을 필터링하여 상기 직접 수신 음향 신호를 제거하는 단계; 상기 직접 수신 음향 신호가 제거된 리얼 켑스트럼의 역 켑스트럼(Inverse Cepstrum)을 취하여 구조 관련 임펄스 응답(Structure Related Impulse Response)을 산출하는 단계; 및 상기 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 추출하고, 상기 구조 관련 응펄스 응답이 최소가 되는 위치를 기반으로 상기 직접 수신 음향 신호 및 상기 반사 수신 음향 신호 간의 지연 시간을 산출하는 단계를 포함한다.A method for recognizing a source direction according to an embodiment disclosed is a method performed in a computing device having one or more processors and a memory for storing one or more programs executed by the one or more processors, Calculating a Real Cepstrum of the acoustic signal (including the direct reception acoustic signal and the reflection reception acoustic signal); Filtering the real cepstrum to remove the direct received acoustic signal; Calculating a structure-related impulse response by taking an inverse cepstrum of the real cepstrum from which the direct reception acoustic signal is removed; And extracting a position at which the structure-related impulse response is minimum and calculating a delay time between the direct reception acoustic signal and the reflected reception acoustic signal based on a position at which the structure-related response pulse response is minimized .
상기 직접 수신 음향 신호는, 마이크로폰이 음원으로부터 직접 수신한 음향 신호이고, 상기 반사 수신 음향 신호는, 상기 마이크로폰과 서로 다른 반사 거리를 갖도록 마련되고 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 반사판을 포함하는 반사 구조물로부터 반사되어 수신되는 음향 신호일 수 있다.Wherein the direct reception acoustic signal is an acoustic signal directly received from a sound source by the microphone and the reflection reception acoustic signal is generated by a reflection structure including a plurality of reflection plates arranged to be spaced apart from each other with a different reflection distance from the microphone And may be an acoustic signal reflected and received.
상기 지연 시간을 산출하는 단계 이후에, 상기 산출한 지연 시간과 대응되는 반사 거리를 갖는 반사판을 확인하는 단계; 및 상기 확인된 반사판으로부터 상기 음원의 방향을 인식하는 단계를 더 포함할 수 있다.Determining a reflector having a reflection distance corresponding to the calculated delay time after calculating the delay time; And recognizing the direction of the sound source from the identified reflector.
상기 복수 개의 반사판은 각각, 상기 마이크로폰을 향하는 중심이 상기 마이크로폰을 기준으로 일정 각도 간격을 갖도록 배치될 수 있다.The plurality of reflection plates may be disposed such that the center of the plurality of reflection plates facing the microphone has a predetermined angle interval with respect to the microphone.
개시되는 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치는, 하나 이상의 프로세서들; 메모리; 및 하나 이상의 프로그램들을 포함하고, 상기 하나 이상의 프로그램들은 상기 메모리에 저장되고, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되도록 구성되며, 상기 하나 이상의 프로그램들은, 마이크로폰이 수신한 음향 신호(직접 수신 음향 신호 및 반사 수신 음향 신호를 포함)의 리얼 켑스트럼(Real Cepstrum)을 산출하기 위한 명령; 상기 리얼 켑스트럼을 필터링하여 상기 직접 수신 음향 신호를 제거하기 위한 명령; 상기 직접 수신 음향 신호가 제거된 리얼 켑스트럼의 역 켑스트럼(Inverse Cepstrum)을 취하여 구조 관련 임펄스 응답(Structure Related Impulse Response)을 산출하기 위한 명령; 및 상기 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 추출하고, 상기 구조 관련 응펄스 응답이 최소가 되는 위치를 기반으로 상기 직접 수신 음향 신호 및 상기 반사 수신 음향 신호 간의 지연 시간을 산출하기 위한 명령을 포함한다.A computing device according to one disclosed embodiment includes: one or more processors; Memory; And one or more programs, wherein the one or more programs are stored in the memory and are configured to be executed by the one or more processors, wherein the one or more programs cause the sound signals received by the microphone A command to calculate a Real Cepstrum of the received signal (including a received acoustic signal); Instructions for filtering the real cepstrum to remove the direct received acoustic signal; A command for calculating a Structure Related Impulse Response by taking an Inverse Cepstrum of the real cepstrum from which the direct received acoustic signal is removed; And a command for calculating a delay time between the direct received acoustic signal and the reflected acoustic signal based on a position at which the structure-related impulse response is minimized and a position at which the structure- do.
상기 직접 수신 음향 신호는, 마이크로폰이 음원으로부터 직접 수신한 음향 신호이고, 상기 반사 수신 음향 신호는, 상기 마이크로폰과 서로 다른 반사 거리를 갖도록 마련되고 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 반사판을 포함하는 반사 구조물로부터 반사되어 수신되는 음향 신호일 수 있다.Wherein the direct reception acoustic signal is an acoustic signal directly received from a sound source by the microphone and the reflection reception acoustic signal is generated by a reflection structure including a plurality of reflection plates arranged to be spaced apart from each other with a different reflection distance from the microphone And may be an acoustic signal reflected and received.
상기 하나 이상의 프로그램들은, 상기 산출한 지연 시간과 대응되는 반사 거리를 갖는 반사판을 확인하기 위한 명령; 및 상기 확인된 반사판으로부터 상기 음원의 방향을 인식하기 위한 명령을 더 포함할 수 있다.Wherein the one or more programs include: a command for confirming a reflector having a reflection distance corresponding to the calculated delay time; And an instruction to recognize the direction of the sound source from the identified reflector.
상기 복수 개의 반사판은 각각, 상기 마이크로폰을 향하는 중심이 상기 마이크로폰을 기준으로 일정 각도 간격을 갖도록 배치될 수 있다.The plurality of reflection plates may be disposed such that the center of the plurality of reflection plates facing the microphone has a predetermined angle interval with respect to the microphone.
개시되는 실시예에 의하면, 하나의 마이크로폰을 통해 음원의 방향을 인식할 수 있으므로, 음원 방향 인식 시스템을 소형화 할 수 있고 하드웨어 부품의 개수를 줄일 수 있게 된다. 또한, 여러 개의 마이크로폰을 이용하는 시스템에 비해 음원의 방향을 추정하기 위한 연산량을 줄일 수 있게 된다. According to the disclosed embodiment, since the direction of a sound source can be recognized through a single microphone, the sound source direction recognition system can be miniaturized and the number of hardware parts can be reduced. In addition, the amount of computation for estimating the direction of a sound source can be reduced compared to a system using multiple microphones.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 방향 인식 시스템의 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 구조물을 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 구조물을 나타낸 평면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 방향 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 5는 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도1 is a diagram illustrating a configuration of a sound source direction recognition system according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view illustrating a reflection structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing a reflection structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a sound source direction recognition method according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating and illustrating a computing environment including a computing device suitable for use in the exemplary embodiments.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following detailed description is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, apparatus, and / or systems described herein. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are intended only to describe embodiments of the invention and should in no way be limiting. Unless specifically stated otherwise, the singular form of a term includes plural forms of meaning. In this description, the expressions "comprising" or "comprising" are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, Should not be construed to preclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, operations, elements, portions or combinations thereof.
이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다. 또한 본 명세서에 있어서, 2 이상의 데이터 또는 정보가 "관련"된다는 것은 하나의 데이터(또는 정보)를 획득하면, 그에 기초하여 다른 데이터(또는 정보)의 적어도 일부를 획득할 수 있음을 의미한다. In the following description, terms such as " transmission ", "transmission "," transmission ", "reception ", and the like, of a signal or information refer not only to the direct transmission of signals or information from one component to another But also through other components. In particular, "transmitting" or "transmitting" a signal or information to an element is indicative of the final destination of the signal or information and not a direct destination. This is the same for "reception" of a signal or information. Also, in this specification, the fact that two or more pieces of data or information are "related" means that when one piece of data (or information) is acquired, at least a part of the other data (or information) can be obtained based thereon.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.On the other hand, directional terms such as the top, bottom, one side, the other, and the like are used in connection with the orientation of the disclosed figures. Since the elements of the embodiments of the present invention can be positioned in various orientations, directional terms are used for illustrative purposes and not limitation.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Also, the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 방향 인식 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram of a sound source direction recognition system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 음원 방향 인식 시스템(100)은 마이크로폰(102), 반사 구조물(104), 및 음원 방향 인식 모듈(106)을 포함할 수 있다. 음원 방향 인식 시스템(100)은 소리가 발생하는 음원(10)의 방향을 인식하기 위한 시스템일 수 있다. Referring to FIG. 1, the sound source
마이크로폰(102)은 음원(10)에서 발생되는 음향 신호를 획득할 수 있다. 여기서, 음향 신호는 음원(10)으로부터 직접 수신되는 음향 신호(이하, 직접 수신 음향 신호라 지칭할 수 있음) 및 반사 구조물(104)에서 반사되어 수신되는 음향 신호(이하, 반사 수신 음향 신호라 지칭할 수 있음)를 포함할 수 있다. 음원 방향 인식 시스템(100)은 하나의 마이크로폰(102)을 이용하여 음원(10)의 방향을 인식할 수 있다. 마이크로폰(102)은 음원(10)과 반사 구조물(104) 사이에 배치될 수 있다. The
반사 구조물(104)은 마이크로폰(102)과 연결되는 복수 개의 반사판을 포함할 수 있다. 복수 개의 반사판은 일정 간격으로 배치될 수 있다. 반사 구조물(104)은 음원(10)에서 발생되는 음향 신호를 마이크로폰(102)으로 반사시키도록 마련될 수 있다. 반사 구조물(104)의 구조에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.The
음원 방향 인식 모듈(106)은 마이크로폰(102)이 획득한 음향 신호(즉, 직접 수신 음향 신호 및 반사 수신 음향 신호)를 기반으로 음원(10)의 방향을 추정할 수 있다. 구체적으로, 음원 방향 인식 모듈(106)은 직접 수신 음향 신호와 반사 수신 음향 신호 간의 시간 차이 및 반사 구조물(104)의 복수 개의 반사판들의 배치 방향을 기반으로 음원(10)의 방향을 추정할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.The sound source
본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예건대, 상기 "모듈"은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아니다.Herein, a module may mean a functional and structural combination of hardware for carrying out the technical idea of the present invention and software for driving the hardware. For example, the "module" may refer to a logical unit of a predetermined code and a hardware resource for executing the predetermined code, and it does not necessarily mean a physically connected code or a kind of hardware .
개시되는 실시예에 의하면, 하나의 마이크로폰(102)을 통해 음원(10)의 방향을 인식할 수 있으므로, 음원 방향 인식 시스템(100)을 소형화 할 수 있고 하드웨어 부품의 개수를 줄일 수 있게 된다. 또한, 여러 개의 마이크로폰을 이용하는 시스템에 비해 음원의 방향을 추정하기 위한 연산량을 줄일 수 있게 된다. According to the disclosed embodiment, since the direction of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 구조물을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 구조물을 나타낸 평면도이다. FIG. 2 is a perspective view showing a reflection structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view showing a reflection structure according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 반사 구조물(104)은 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)을 포함할 수 있다. 여기서는, 반사 구조물(104)이 6개의 반사판을 포함하는 것으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며 반사 구조물(104)은 그 이외의 다양한 개수의 반사판을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3, the
제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)은 각각 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)를 통해 마이크로폰(102)과 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 마이크로폰(102)은 마이크로폰 수납부(102a)의 내부에 수납될 수 있다. 마이크로폰 수납부(102a)는 링(Ring) 형태로 이루어질 수 있으나, 그 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. The
제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)의 일단은 각각 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)에 연결될 수 있다. 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)의 일단은 각각 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)의 하단에 연결될 수 있다. 이 경우, 반사 구조물(104)과 마이크로폰(102) 사이에서 음향 산란을 최소화 할 수 있게 된다. 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)의 타단은 각각 마이크로폰 수납부(102a)의 외주면에 연결될 수 있다. One end of the
제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)는 마이크로폰 수납부(102a)의 외주면에서 일정 각도 간격으로 이격될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)는 10도 간격으로 순차적으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(121)를 기준으로 하는 경우(즉, 제1 연결부(121)를 0도로 하는 경우), 제2 연결부(122)는 제1 연결부(121)와 10도 간격으로 이격되어 마련되고, 제3 연결부(123)는 제1 연결부(121)와 20도 간격으로 이격되어 마련되며, 제4 연결부(124)는 제1 연결부(121)와 30도 간격으로 이격되어 마련되고, 제5 연결부(125)는 제1 연결부(121)와 40도 간격으로 이격되어 마련되며, 제6 연결부(126)는 제1 연결부(121)와 50도 간격으로 이격되어 마련될 수 있다. The first to sixth connecting
또한, 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)는 서로 다른 길이를 가지고 마련될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 연결부(121)에서 제6 연결부(126)로 갈수록 그 길이가 길어지도록 마련될 수 있다. 이때, 제1 연결부(121)에서 제6 연결부(126)로 갈수록 일정 길이만큼 길어지도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(121)는 15cm, 제2 연결부(122)는 16cm, 제3 연결부(123)는 17cm, 제4 연결부(124)는 18cm, 제5 연결부(125)는 19cm, 제6 연결부(126)는 20cm와 같이 제1 연결부(121)에서 제6 연결부(126)로 갈수록 일정 길이(1cm) 만큼 길어지도록 마련될 수 있다. 여기서, 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)의 길이는 각각 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)과 마이크로폰(102)과의 거리를 의미할 수 있다. In addition, the first to sixth connecting
제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)은 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)의 일단에서 지면에 수직하게 형성될 수 있다. 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)은 각각 마이크로폰(102)을 향하도록 마련될 수 있다. 즉, 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)은 각각 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)와 수직하게 마련될 수 있다. 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)은 직사각형 형태의 플레이트로 이루어질 수 있으나, 그 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. The
제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)은 각각 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)의 길이에 대응하는 반사 거리를 가지게 된다. 여기서, 반사 거리는 각 반사판(111~116)과 마이크로폰(102) 간의 거리를 의미할 수 있다. 또한, 제1 연결부(121) 내지 제6 연결부(126)가 마이크로폰 수납부(102a)의 외주면에서 일정 각도 간격으로 이격되는 것과 대응하여 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)도 그 중심이 각각 일정 각도 간격으로 마이크로폰 수납부(102a)를 향하여 이격되게 된다. The first to sixth
한편, 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)은 별도의 연결부 없이 지면에 수직하게 고정되어 마련될 수도 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 방향 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도시된 흐름도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.4 is a flowchart illustrating a sound source direction recognition method according to an embodiment of the present invention. In the illustrated flow chart, the method is described as being divided into a plurality of steps, but at least some of the steps may be performed in reverse order, combined with other steps, performed together, omitted, divided into detailed steps, One or more steps may be added and performed.
도 4를 참조하면, 음원 방향 인식 모듈(106)은 마이크로폰(102)이 수신한 음향 신호의 리얼 켑스트럼(Real Cepstrum)을 산출한다(S 101). 여기서, 마이크로폰(102)이 수신한 음향 신호는 직접 수신 음향 신호 및 반사 수신 음향 신호를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the sound source
마이크로폰(102)이 수신한 음향 신호(y[n])는 음원(10)에서 발생되는 원신호(x[n])와 전달 함수(h[n])의 합성곱(Convolution)이 된다. 즉, 음원 방향 인식 모듈(106)은 다음의 수학식 1을 통해 마이크로폰(102)이 수신한 음향 신호를 산출할 수 있다. The acoustic signal y [n] received by the
(수학식 1)(1)
x[n] : 음원(10)에서 발생되는 원신호x [n]: the original signal generated in the
h[n] : 음원(10), 마이크로폰(102), 및 반사 구조물(104)이 위치하는 공간의 전달 함수 h [n] is the transfer function of the space in which the
음원 방향 인식 모듈(106)은 다음의 수학식 2를 통해 마이크로폰(102)이 수신한 음향 신호(y[n])의 리얼 켑스트럼(Real Cepstrum)(cy[n])을 산출할 수 있다. The sound source
(수학식 2)(2)
DFT : 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)DFT: Discrete Fourier Transform
IDFT : 역 이산 푸리에 변환(Inverse Discrete Fourier Transform)IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT)
다음으로, 음원 방향 인식 모듈(106)은 마이크로폰(102)이 수신한 음향 신호의 리얼 켑스트럼(cy[n])을 필터링 하여 직접 수신 음향 신호를 제거한다(S 103). 예시적인 실시예에서, 음원 방향 인식 모듈(106)은 아래의 수학식 3과 같이 상기 리얼 켑스트럼(cy[n])에 윈도우(Window)를 적용하여 직접 수신 음향 신호를 제거하고, 반사 수신 음향 신호가 남도록 할 수 있다. Next, the sound source
(수학식 3)(3)
cu[n] : 직접 수신 음향 신호가 제거된 리얼 켑스트럼c u [n] is the real cepstrum from which the direct receive acoustic signal is removed
w[n] : 리얼 켑스트럼에서 직접 수신 음향 신호를 제거하기 위한 윈도우 필터w [n]: Window filter for removing direct received acoustic signals from real instruments
윈도우 필터(w[n])는 리얼 켑스트럼에서 직접 수신 음향 신호를 제거할 수 있는 다양한 형태의 필터가 사용될 수 있다. The window filter (w [n]) can be used with various types of filters to remove the received acoustic signal directly from the real cepstrum.
다음으로, 음원 방향 인식 모듈(106)은 직접 수신 음향 신호가 제거된 리얼 켑스트럼(cu[n])의 역 켑스트럼(Inverse Cepstrum)을 취하여 구조 관련 임펄스 응답(Structure Related Impulse Response)을 산출한다(S 105). 음원 방향 인식 모듈(106)은 하기의 수학식 4를 통해 구조 관련 임펄스 응답(s[n])을 산출할 수 있다. Next, the sound source
(수학식 4)(4)
DFT : 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)DFT: Discrete Fourier Transform
IDFT : 역 이산 푸리에 변환(Inverse Discrete Fourier Transform)IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT)
구조 관련 임펄스 응답(s[n])은 전달 함수(h[n])의 자기 상관 특성에 기인하는 직접 수신 음향 신호 및 반사 수신 음향 신호간의 시간 차이와 연관될 수 있다. The structure-related impulse response s [n] may be related to the time difference between the direct reception acoustic signal and the reflection reception acoustic signal due to the autocorrelation characteristic of the transfer function h [n].
다음으로, 음원 방향 인식 모듈(106)은 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 추출하고, 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 기반으로 지연 시간(즉, 직접 수신 음향 신호 대비 반사 수신 음향 신호의 지연된 시간)을 산출한다(S 107). 음원 방향 인식 모듈(106)은 하기의 수학식 5를 통해 지연 시간(td)을 산출할 수 있다. Next, the sound source
(수학식 5)(5)
r : 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치r: the position where the structure-related impulse response is minimized
fs : 샘플링 주파수fs: Sampling frequency
다음으로, 음원 방향 인식 모듈(106)은 지연 시간(즉, 직접 수신 음향 신호와 반사 수신 음향 신호 간의 시간 차이)를 기반으로 해당 반사 수신 음향 신호의 반사 거리를 산출한다(S 109). 즉, 음원 방향 인식 모듈(106)은 지연 시간(td)에 음속을 곱하여 해당 반사 수신 음향 신호의 반사 거리를 산출할 수 있다. Next, the sound source
다음으로, 음원 방향 인식 모듈(106)은 산출한 반사 거리에 대응하는 반사판을 확인하여 음원(10)의 방향을 추정한다(S 111). 즉, 제1 반사판(111) 내지 제6 반사판(116)은 각각 서로 다른 반사 거리를 가지는 바, 단계 S 109에서 산출한 반사 거리에 대응하는 반사판을 확인할 수 있다. 음원 방향 인식 모듈(106)은 확인된 반사판이 마주보는 방향이 음원(10)의 방향임을 추정할 수 있다. Next, the sound source
도 5는 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경(10)을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술된 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.5 is a block diagram illustrating and illustrating a
도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 음원 방향을 인식하기 위한 장치(예를 들어, 음원 방향 인식 모듈(106))일 수 있다. The illustrated
컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.The
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.The computer-
통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.
컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.The
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.
100 : 음원 방향 인식 시스템
102 : 마이크로폰
102a : 마이크로폰 수납부
104 : 반사 구조물
106 : 음원 방향 인식 모듈
111 : 제1 반사판
112 : 제2 반사판
113 : 제3 반사판
114 : 제4 반사판
115 : 제5 반사판
116 : 제6 반사판
121 : 제1 연결부
122 : 제2 연결부
123 : 제3 연결부
124 : 제4 연결부
125 : 제5 연결부
126 : 제6 연결부100: Sound source direction recognition system
102: microphone
102a: Microphone compartment
104: reflective structure
106: sound source direction recognition module
111: first reflector
112: second reflector
113: Third reflector
114: fourth reflector
115: fifth reflector
116: sixth reflector
121: first connection part
122: second connection portion
123: third connection portion
124: fourth connection part
125: fifth connection portion
126: sixth connection
Claims (17)
상기 마이크로폰과 서로 다른 반사 거리를 갖도록 마련되고 상호 이격되어 배치되며, 상기 음원에서 발생되는 음향 신호를 반사시키는 복수 개의 반사판; 및
상기 마이크로폰이 상기 음원으로부터 직접 수신하는 음향 신호(직접 수신 음향 신호) 및 상기 마이크로폰이 상기 반사판으로부터 수신하는 음향 신호(반사 수신 음향 신호)를 기반으로 상기 음원의 방향을 인식하는 음원 방향 인식 모듈을 포함하고,
상기 복수 개의 반사판은 각각,
상기 마이크로폰을 향하여 지면에 수직하게 마련되는, 음원 방향 인식 시스템.
A microphone for receiving an acoustic signal generated from a sound source;
A plurality of reflection plates disposed to be spaced apart from each other with different reflection distances from the microphone and reflecting acoustic signals generated from the sound source; And
And a sound source direction recognition module for recognizing the direction of the sound source based on an acoustic signal (direct reception acoustic signal) directly received from the sound source by the microphone and an acoustic signal (reflection reception acoustic signal) received from the reflection plate by the microphone and,
The plurality of reflectors may include a plurality of reflectors,
And is perpendicular to the ground toward the microphone.
상기 복수 개의 반사판은 각각,
상기 마이크로폰을 향하는 중심이 상기 마이크로폰을 기준으로 일정 각도 간격을 갖도록 배치되는, 음원 방향 인식 시스템.
The method according to claim 1,
The plurality of reflectors may include a plurality of reflectors,
Wherein a center of the microphone toward the microphone is disposed at a predetermined angle interval with respect to the microphone.
상기 마이크로폰과 서로 다른 반사 거리를 갖도록 마련되고 상호 이격되어 배치되며, 상기 음원에서 발생되는 음향 신호를 반사시키는 복수 개의 반사판; 및
상기 마이크로폰이 상기 음원으로부터 직접 수신하는 음향 신호(직접 수신 음향 신호) 및 상기 마이크로폰이 상기 반사판으로부터 수신하는 음향 신호(반사 수신 음향 신호)를 기반으로 상기 음원의 방향을 인식하는 음원 방향 인식 모듈; 및
상기 복수 개의 반사판을 상기 마이크로폰과 각각 연결하며 서로 다른 길이를 가지는 복수 개의 연결부를 포함하는, 음원 방향 인식 시스템.
A microphone for receiving an acoustic signal generated from a sound source;
A plurality of reflection plates disposed to be spaced apart from each other with different reflection distances from the microphone and reflecting acoustic signals generated from the sound source; And
A sound source direction recognition module for recognizing the direction of the sound source based on an acoustic signal (direct reception acoustic signal) directly received from the sound source by the microphone and an acoustic signal (reflection reception acoustic signal) received from the reflection plate by the microphone; And
And a plurality of connectors connecting the plurality of reflection plates to the microphone and having different lengths.
상기 음원 방향 인식 시스템은,
상기 마이크로폰을 수납하는 마이크로폰 수납부를 더 포함하고,
상기 복수 개의 연결부의 일단은 상기 복수 개의 반사판에 각각 연결되고, 상기 복수 개의 연결부의 타단은 상기 마이크로폰 수납부에 연결되는, 음원 방향 인식 시스템.
The method of claim 4,
Wherein the sound source direction recognition system comprises:
Further comprising a microphone housing portion for housing the microphone,
Wherein one end of each of the plurality of connection portions is connected to the plurality of reflection plates, and the other end of the plurality of connection portions is connected to the microphone storage portion.
상기 복수 개의 연결부의 타단은,
상기 마이크로폰 수납부의 외주면에 일정 각도 간격으로 이격되어 마련되는, 음원 방향 인식 시스템.
The method of claim 5,
And the other ends of the plurality of connection portions are connected to each other,
Wherein the sound source direction recognition unit is spaced apart from the outer circumferential surface of the microphone storage unit at a predetermined angular interval.
상기 복수 개의 연결부는,
상기 마이크로폰 수납부의 외주면 일측에서 타측으로 갈수록 길이가 길어지도록 마련되는, 음원 방향 인식 시스템.
The method of claim 6,
Wherein the plurality of connection portions comprise:
And a length of the microphone is increased from one side of the outer circumference of the microphone housing part to the other side.
상기 마이크로폰과 서로 다른 반사 거리를 갖도록 마련되고 상호 이격되어 배치되며, 상기 음원에서 발생되는 음향 신호를 반사시키는 복수 개의 반사판; 및
상기 마이크로폰이 상기 음원으로부터 직접 수신하는 음향 신호(직접 수신 음향 신호) 및 상기 마이크로폰이 상기 반사판으로부터 수신하는 음향 신호(반사 수신 음향 신호)를 기반으로 상기 음원의 방향을 인식하는 음원 방향 인식 모듈을 포함하고,
상기 음원 방향 인식 모듈은,
상기 직접 수신 음향 신호와 상기 반사 수신 음향 신호 간의 지연 시간을 산출하고, 상기 산출한 지연 시간과 대응되는 반사 거리를 갖는 반사판을 확인하여 상기 음원의 방향을 인식하는, 음원 방향 인식 시스템.
A microphone for receiving an acoustic signal generated from a sound source;
A plurality of reflection plates disposed to be spaced apart from each other with different reflection distances from the microphone and reflecting acoustic signals generated from the sound source; And
And a sound source direction recognition module for recognizing the direction of the sound source based on an acoustic signal (direct reception acoustic signal) directly received from the sound source by the microphone and an acoustic signal (reflection reception acoustic signal) received from the reflection plate by the microphone and,
Wherein the sound source direction recognition module comprises:
And calculates a delay time between the direct reception acoustic signal and the reflected reception acoustic signal and identifies a direction of the sound source by checking a reflection plate having a reflection distance corresponding to the calculated delay time.
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치에서 수행되는 방법으로서,
마이크로폰이 수신한 음향 신호(직접 수신 음향 신호 및 반사 수신 음향 신호를 포함)의 리얼 켑스트럼(Real Cepstrum)을 산출하는 단계;
상기 리얼 켑스트럼을 필터링하여 상기 직접 수신 음향 신호를 제거하는 단계;
상기 직접 수신 음향 신호가 제거된 리얼 켑스트럼의 역 켑스트럼(Inverse Cepstrum)을 취하여 구조 관련 임펄스 응답(Structure Related Impulse Response)을 산출하는 단계; 및
상기 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 추출하고, 상기 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 기반으로 상기 직접 수신 음향 신호 및 상기 반사 수신 음향 신호 간의 지연 시간을 산출하는 단계를 포함하는, 음원 방향 인식 방법.
One or more processors, and
A method performed in a computing device having a memory storing one or more programs executed by the one or more processors,
Calculating a Real Cepstrum of the acoustic signal (including the direct reception acoustic signal and the reflection reception acoustic signal) received by the microphone;
Filtering the real cepstrum to remove the direct received acoustic signal;
Calculating a structure-related impulse response by taking an inverse cepstrum of the real cepstrum from which the direct reception acoustic signal is removed; And
Extracting a position at which the structure-related impulse response becomes minimum and calculating a delay time between the direct reception acoustic signal and the reflection reception acoustic signal based on a position at which the structure-related impulse response becomes minimum, Directional recognition method.
상기 직접 수신 음향 신호는, 마이크로폰이 음원으로부터 직접 수신한 음향 신호이고,
상기 반사 수신 음향 신호는, 상기 마이크로폰과 서로 다른 반사 거리를 갖도록 마련되고 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 반사판을 포함하는 반사 구조물로부터 반사되어 수신되는 음향 신호인, 음원 방향 인식 방법.
The method of claim 9,
The direct reception acoustic signal is an acoustic signal directly received by the microphone from the sound source,
Wherein the reflection reception acoustic signal is an acoustic signal reflected and received from a reflection structure including a plurality of reflection plates arranged to be spaced apart from each other and having different reflection distances from the microphone.
상기 지연 시간을 산출하는 단계 이후에,
상기 산출한 지연 시간과 대응되는 반사 거리를 갖는 반사판을 확인하는 단계; 및
상기 확인된 반사판으로부터 상기 음원의 방향을 인식하는 단계를 더 포함하는, 음원 방향 인식 방법.
The method of claim 10,
After calculating the delay time,
Confirming a reflector having a reflection distance corresponding to the calculated delay time; And
And recognizing the direction of the sound source from the identified reflector.
상기 복수 개의 반사판은 각각,
상기 마이크로폰을 향하는 중심이 상기 마이크로폰을 기준으로 일정 각도 간격을 갖도록 배치되는, 음원 방향 인식 방법.
The method of claim 11,
The plurality of reflectors may include a plurality of reflectors,
Wherein a center of the microphone toward the microphone is disposed at a predetermined angle interval with respect to the microphone.
메모리; 및
하나 이상의 프로그램들을 포함하고,
상기 하나 이상의 프로그램들은 상기 메모리에 저장되고, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되도록 구성되며,
상기 하나 이상의 프로그램들은,
마이크로폰이 수신한 음향 신호(직접 수신 음향 신호 및 반사 수신 음향 신호를 포함)의 리얼 켑스트럼(Real Cepstrum)을 산출하기 위한 명령;
상기 리얼 켑스트럼을 필터링하여 상기 직접 수신 음향 신호를 제거하기 위한 명령;
상기 직접 수신 음향 신호가 제거된 리얼 켑스트럼의 역 켑스트럼(Inverse Cepstrum)을 취하여 구조 관련 임펄스 응답(Structure Related Impulse Response)을 산출하기 위한 명령; 및
상기 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 추출하고, 상기 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 기반으로 상기 직접 수신 음향 신호 및 상기 반사 수신 음향 신호 간의 지연 시간을 산출하기 위한 명령을 포함하는, 컴퓨팅 장치.
One or more processors;
Memory; And
Comprising one or more programs,
Wherein the one or more programs are stored in the memory and configured to be executed by the one or more processors,
The one or more programs,
A command for calculating a Real Cepstrum of the acoustic signal (including the direct reception acoustic signal and the reflection reception acoustic signal) received by the microphone;
Instructions for filtering the real cepstrum to remove the direct received acoustic signal;
A command for calculating a Structure Related Impulse Response by taking an Inverse Cepstrum of the real cepstrum from which the direct received acoustic signal is removed; And
Extracting a position at which the structure-related impulse response becomes minimum and calculating a delay time between the direct reception acoustic signal and the reflected reception acoustic signal based on a position at which the structure-related impulse response is minimized. Computing device.
상기 직접 수신 음향 신호는, 마이크로폰이 음원으로부터 직접 수신한 음향 신호이고,
상기 반사 수신 음향 신호는, 상기 마이크로폰과 서로 다른 반사 거리를 갖도록 마련되고 상호 이격되어 배치되는 복수 개의 반사판을 포함하는 반사 구조물로부터 반사되어 수신되는 음향 신호인, 컴퓨팅 장치.
14. The method of claim 13,
The direct reception acoustic signal is an acoustic signal directly received by the microphone from the sound source,
Wherein the reflection reception acoustic signal is an acoustic signal reflected and received from a reflection structure including a plurality of reflection plates disposed to be spaced apart from each other and having different reflection distances from the microphone.
상기 하나 이상의 프로그램들은,
상기 산출한 지연 시간과 대응되는 반사 거리를 갖는 반사판을 확인하기 위한 명령; 및
상기 확인된 반사판으로부터 상기 음원의 방향을 인식하기 위한 명령을 더 포함하는, 컴퓨팅 장치.
15. The method of claim 14,
The one or more programs,
A command for confirming a reflector having a reflection distance corresponding to the calculated delay time; And
Further comprising instructions for recognizing a direction of the sound source from the identified reflector.
상기 복수 개의 반사판은 각각,
상기 마이크로폰을 향하는 중심이 상기 마이크로폰을 기준으로 일정 각도 간격을 갖도록 배치되는, 컴퓨팅 장치.
15. The method of claim 14,
The plurality of reflectors may include a plurality of reflectors,
Wherein a center of the microphone toward the microphone is arranged to have a predetermined angular interval with respect to the microphone.
상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 명령어들을 포함하고, 상기 명령어들은 하나 이상의 프로세서들을 갖는 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 장치로 하여금,
마이크로폰이 수신한 음향 신호(직접 수신 음향 신호 및 반사 수신 음향 신호를 포함)의 리얼 켑스트럼(Real Cepstrum)을 산출하는 단계;
상기 리얼 켑스트럼을 필터링하여 상기 직접 수신 음향 신호를 제거하는 단계;
상기 직접 수신 음향 신호가 제거된 리얼 켑스트럼의 역 켑스트럼(Inverse Cepstrum)을 취하여 구조 관련 임펄스 응답(Structure Related Impulse Response)을 산출하는 단계; 및
상기 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 추출하고, 상기 구조 관련 임펄스 응답이 최소가 되는 위치를 기반으로 상기 직접 수신 음향 신호 및 상기 반사 수신 음향 신호 간의 지연 시간을 산출하는 단계를 수행하도록 하는, 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored on a non-transitory computer readable storage medium,
The computer program comprising one or more instructions that when executed by a computing device having one or more processors causes the computing device to:
Calculating a Real Cepstrum of the acoustic signal (including the direct reception acoustic signal and the reflection reception acoustic signal) received by the microphone;
Filtering the real cepstrum to remove the direct received acoustic signal;
Calculating a structure-related impulse response by taking an inverse cepstrum of the real cepstrum from which the direct reception acoustic signal is removed; And
Extracting a position at which the structure-related impulse response becomes minimum, and calculating a delay time between the direct reception acoustic signal and the reflected reception acoustic signal based on a position where the structure-related impulse response becomes minimum, Computer program.
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KR1020170182553A KR101943903B1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Method for cognition direction of sound source, apparatus and system for executing the method |
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KR1020170182553A KR101943903B1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Method for cognition direction of sound source, apparatus and system for executing the method |
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KR101943903B1 true KR101943903B1 (en) | 2019-01-30 |
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KR1020170182553A KR101943903B1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Method for cognition direction of sound source, apparatus and system for executing the method |
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KR (1) | KR101943903B1 (en) |
Citations (3)
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KR100493172B1 (en) | 2003-03-06 | 2005-06-02 | 삼성전자주식회사 | Microphone array structure, method and apparatus for beamforming with constant directivity and method and apparatus for estimating direction of arrival, employing the same |
KR20060009090A (en) * | 2004-07-20 | 2006-01-31 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | Apparatus and method for controlling spatial impulse response for spaciousness and auditory distance control of stereophonic sound |
KR20150051763A (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 한국표준과학연구원 | Acoustic Sensors for Receiving Sound Wave with High Directivity, Array using the same and the Method for Controlling thereof |
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2017
- 2017-12-28 KR KR1020170182553A patent/KR101943903B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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