KR101956784B1 - Acoustic Signal Acquisition Device with Spherical Microphone Array - Google Patents

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KR101956784B1
KR101956784B1 KR1020170162615A KR20170162615A KR101956784B1 KR 101956784 B1 KR101956784 B1 KR 101956784B1 KR 1020170162615 A KR1020170162615 A KR 1020170162615A KR 20170162615 A KR20170162615 A KR 20170162615A KR 101956784 B1 KR101956784 B1 KR 101956784B1
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sensor
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acoustic sensors
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array
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KR1020170162615A
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강준구
이광현
곰슨 피터
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(주)에스엠인스트루먼트
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Abstract

When viewed from a mapping plane in which the spherical body, defined by an θ axis in the equatorial line (defined by θ (= 90 degrees)) direction and a φ axis in the longitude direction, is developed, the φ axis is mapped to an X axis, and the θ axis is mapped to a Y axis, an omnidirectional acoustic signal acquisition device having a structure-improved spherical microphone array and having acoustic sensors (S) disposed on the surface of a spherical body has the acoustic sensors (S) arranged in an amount of 20 to 80. Six to twelve acoustic sensors (S) are arranged in the range of φ (0 to 360 degrees) at the position of an equatorial line (C0) defined by θ (= 90 degrees) to form a horizontal sensor array center line (L0). Two to seven acoustic sensors (S) are arranged in the range of θ (0 to 180 degrees) at the position of one longitude line (C2) defined by φ (= 180 degrees) to form a vertical sensor array center line (C0). The remaining acoustic sensors (S) are arranged to be vertically symmetrical with respect to the horizontal sensor array center line (L0) and laterally symmetrical with respect to the vertical sensor array center line (C0) such that the lines connecting the adjacent acoustic sensors (S) on the spherical body form triangles. Thus, the location of a sound source can be accurately tracked.

Description

구조 개선된 마이크로폰 구형 어레이를 갖는 전방향 음향 신호 습득장치 { Acoustic Signal Acquisition Device with Spherical Microphone Array }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an Acoustic Signal Acquisition Device with a Spherical Microphone Array

본 발명은 전방향 음향 신호 습득장치, 이를 이용한 전방향 음향 시각화 장치 및 음장 재구성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus, an omnidirectional acoustic visualization apparatus and a sound field reconstruction apparatus using the same.

음향카메라는 소리를 시각화하는 첨단계측장비로, 멀티미디어 정보 통신기기, 가전, 자동차, 건설 등 다양한 분야에서 필요로 하는 신기술 장비이다. 본 발명의 출원인인 (주)에스엠인트루먼트는 마이크폰을 이용한 음향카메라 분야에 세계적 선도 기술을 확보하고 국내 최초로 상용제품을 출시한 업체임을 밝힌다. Acoustic camera is an advanced measuring instrument that visualizes sound and is a new technology equipment needed in various fields such as multimedia information communication equipment, home appliance, automobile, construction. The inventor of the present invention, SM Incorporation Co., Ltd., has secured the world-leading technology in the field of acoustical camera using a microphone and announced that it is the first company to introduce commercial products in Korea.

마이크로폰 어레이 빔포머 (Microphone Array Beamformer)는 소음원 위치규명 방법으로서, 다수의 마이크로폰 센서를 이용하여 소음원에서 발생하는 음파를 측정하고 이에 대한 신호처리를 통하여 소음원의 분포를 사진처럼 가시화 하는 방법이다. 각 마이크로폰에서 수신되는 신호의 특성에 따라 특정 발신위치에서 발생한 신호로 재구성하여 이의 음압크기를 측정하고, 측정된 음압레벨을 공간상의 분포로 도시하여 소음원의 위치를 추정하는 방식을 사용한다.Microphone Array Beamformer is a method for identifying the location of a noise source. It is a method of visualizing the distribution of a noise source by measuring the sound waves generated in a noise source using a plurality of microphone sensors and performing signal processing thereon. A method for estimating the position of a noise source by reconstructing a signal generated at a specific originating position according to a characteristic of a signal received from each microphone, measuring the magnitude of the sound pressure thereof, and displaying the measured sound pressure level as a spatial distribution.

본 발명의 출원인 소유의 등록특허 제10-1213539호((주)에스엠인트루먼트)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 MEMS 마이크로폰을 인쇄회로기판(Print Circuit Board)에 탑재하여 구성되되, 상기 MEMS 마이크로폰은 반경방향으로 확장되는 2 ~ 10개의 날개부를 가지는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰 어레이를 이용한 음향감지장치를 게시한다.As shown in FIG. 1, a plurality of MEMS microphones are mounted on a printed circuit board, and the MEMS microphones are mounted on a printed circuit board, Wherein the MEMS microphone has 2 to 10 wings extending in a radial direction.

본 발명의 출원인 소유의 등록특허 10-1471299호는, MEMS 마이크로폰들의 음향감지부가 전방을 향하게 배치되는 전방몸체와; 기판(substrate, 30)에 고정된 상태에서 음향감지부가 상기 전방몸체(10)에 노출되는 상기 MEMS 마이크로폰들과; 상기 MEMS 마이크로폰들이 장착되는 기판과; 상기 전방몸체의 렌즈홀을 통하여 촬영렌즈가 노출되는 영상촬영부와; 상기 전방몸체의 후면측에 상기 기판이 위치된 상태에서 상기 기판의 후측과 영상촬영부의 후측을 감싸는 후방몸체;을 포함하여 구성되고, 상기 MEMS 마이크로폰들은 반경방향으로 직선 또는 곡선 또는 나선 형상으로 확장되는 2 ~ 30개의 날개부(W)를 형성하며, 하나의 상기 날개부(W)에 2 ~ 50개의 MEMS 마이크로폰들이 이격되어 배열되고, 상기 전방몸체(10)의 변두리 또는 후방몸체에 고정된 상태에서 후방으로 돌출되는 손잡이부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 음향 카메라를 개시한다.Patent No. 10-1471299 owned by the present applicant has a front body in which the sound sensing part of the MEMS microphones is disposed facing forward; The MEMS microphones being exposed to the front body (10) in a state where the MEMS microphones are fixed to a substrate (30); A substrate on which the MEMS microphones are mounted; An image capturing unit for exposing a photographing lens through a lens hole of the front body; And a rear body that surrounds the rear side of the substrate and the rear side of the image sensing unit in a state where the substrate is positioned on the rear side of the front body, and the MEMS microphones extend in a straight line, a curved line, or a spiral shape in the radial direction Two to thirty wing portions W are formed and two to fifty MEMS microphones are arranged on one wing portion W apart from each other and fixed to the rim or rear body of the front body 10 And a grip portion protruding rearward.

본 발명은 전방향 음향 신호 습득장치(또는 구형 마이크로폰 어레이)를 구성함에 있어서, 동일 개수의 마이크로폰으로 최대한 음원에 대한 정보를 상실하지 않고 정확하게 음원의 위치를 추적 할 수 있는, 제조 원가 및 데이터 취급량을 줄이면서도 가장 정확하게 음원 위치 추적 및 음장 재구성을 할 수 있는 구형상의 센어 어레이 배치 형상을 제공하기 위함이다.In the construction of an omnidirectional acoustic signal acquisition device (or a spherical microphone array), the manufacturing cost and the data throughput, which can accurately track the position of a sound source without losing information about the sound source as much as possible with the same number of microphones And to provide a spherical array of sensor arrays capable of performing sound source position tracking and sound field reconstruction most precisely.

본 발명은 모든 방향에서 보았을 ? 대칭성(Symmetry)을 최대화 시키는 구형 마이크로폰 어레이 배열을 구현하여 최소 갯수의 마이크로폰을 사용하여 제조 원가 및 데이터 취급량을 줄이면서도 그리고 최대한 음원에 대한 정보를 상실하지 않고 가장 정확하게 음원 위치 추적 및 음장 재구성을 할 수 있는 구형상의 센어 어레이 배치 형상을 제공하기 위함이다.The present invention has seen in all directions? By implementing a microarray array that maximizes the symmetry, a minimum number of microphones can be used to reduce the manufacturing cost and data handling, and to track the sound source position and reconstruct the sound field as accurately as possible without losing information about the sound source. In order to provide a spherical sensor array arrangement shape.

본 발명은 전방향 화상 영역에서 발생하는 음장을 측정 분석하여 실시간으로 화상 이미지에 시각화된 음장을 오버레이 하여 표출장치에 디스플레이 하는 전방향 음향 카메라, 및 여러 음원이 서로 다른 위치에 존재할 때 동시에 생성되는 소리를 하나의 구형 어레이로 측정, 습득하여 빔포임, 필터등을 이용하여 재구성함으로써 사용자가 일방향(특정 음원)을 선택하면 그 방향에서 들려오는 소리만을 재생할 수 있는 음장 재구성 장치에 특성화된 전방향 음향 신호 습득장치를 제공하기 위함이다.The present invention relates to an omnidirectional acoustic camera for measuring and analyzing a sound field generated in an omnidirectional image area and overlaying a visualized sound field in an image image in real time for display on a display device, (A specific sound source) so that only the sound heard in the direction can be reproduced by the user, and the omnidirectional sound signal (hereinafter referred to as " omnidirectional sound signal " And to provide a learning device.

본 발명의 구조 개선된 마이크로폰 구형 배열 어레이를 갖는 전방향 음향 신호 습득장치는, 구형체의 표면에 음향센서(S)들이 배치되는 전방향 음향 신호 습득장치에 있어서,The omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus having the structure improved microphone array of spherical arrays of the present invention is an omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus in which acoustic sensors (S) are disposed on the surface of a spherical body,

적도선(θ = 90도로 정의함) 방향으로 θ축, 경도선을 방향으로 φ축으로 정의된 구형체(Spherical body)를 펼쳐서 φ축을 X축으로 하고 θ축을 Y축으로 맵핑한 맵핑 평면에서 볼때,When viewed from the mapping plane in which the spherical body defined by the equatorial line (defined by θ = 90 degrees) and the φ axis defined by the hard axis is extended and the φ axis is defined as the X axis and the θ axis is mapped as the Y axis,

상기 음향센서(S)들은 20 ~ 80개의 음향센서(S)들이 배치되고;The acoustic sensors S are arranged with 20 to 80 acoustic sensors S;

θ=90도로 정의된 적도선(C0) 위치에 φ= 0~360도 범위에 걸쳐서 6개 ~ 12개의 음향센서(S) 들이 배치되어 가로방향 센서배열 중심라인(L0);을 형성하고,six to twelve acoustic sensors S are arranged over the range of? = 0 to 360 degrees at the equatorial line C0 defined by? = 90 to form the horizontal sensor array center line L0,

φ=180도로 정의된 하나의 경도선(C2) 위치에 θ=0~180도에 걸쳐서 2개 ~ 7개의 음향센서(S)들이 배치되어 세로방향 센서배열 중심라인(C0);을 형성하고, two to seven acoustic sensors S are arranged at a position of one longitude line C2 defined by? = 180 degrees over? = 0 to 180 degrees to form a longitudinal sensor array center line C0,

나머지 음향센서(S)들은, 상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)을 기준으로 상하로 대칭되게 배치되고, 상기 세로방향 센서배열 중심라인(C0)을 기준으로 좌우로 대칭되게 배치되어,The remaining acoustic sensors S are disposed symmetrically up and down with respect to the horizontal sensor arrangement center line L0 and symmetrically arranged left and right with respect to the vertical sensor arrangement center line C0,

구형체(Spherical body) 상에서 인접하는 음향센서(S)들을 연결하는 선들이 삼각형을 이루도록 구성되는 것을 특징으로 한다.And the lines connecting adjacent acoustic sensors S on a spherical body are configured to be triangular.

본 발명에 따르는 경우, 전방향 음향 신호 습득장치(또는 구형 마이크로폰 어레이)를 구성함에 있어서, 동일 개수의 마이크로폰으로 최대한 음원에 대한 정보를 상실하지 않고 정확하게 음원의 위치를 추적, 음장 재구성을 할 수 있는 구형상의 센어 어레이 배치 형상이 제공된다.According to the present invention, in constructing an omnidirectional acoustic signal acquisition device (or a spherical microphone array), it is possible to accurately track the position of a sound source and reconstruct a sound field without losing information about the sound source as much as possible with the same number of microphones A spherical array of sensor arrays is provided.

본 발명에 따르는 경우, 모든 방향에서 보았을 ? 대칭성(Symmetry)을 최대화 시키는 구형 마이크로폰 어레이 배열을 구현하여 최소 갯수의 마이크로폰을 사용하여 제조 원가 및 데이터 취급량을 줄이면서도 그리고 최대한 음원에 대한 정보를 상실하지 않고 가장 정확하게 음원 위치 추적 및 음장 재구성을 할 수 있는 구형상의 센어 어레이 배치 형상이 제공된다.In accordance with the present invention, what would you have seen in all directions? By implementing a microarray array that maximizes the symmetry, a minimum number of microphones can be used to reduce the manufacturing cost and data handling, and to track the sound source position and reconstruct the sound field as accurately as possible without losing information about the sound source. A spherical array of sensor arrays is provided.

본 발명에 따르는 경우, 전방향 화상 영역에서 발생하는 음장을 측정 분석하여 실시간으로 화상 이미지에 시각화된 음장을 오버레이 하여 표출장치에 디스플레이 하는 전방향 음향 카메라, 및 여러 음원이 서로 다른 위치에 존재할 때 동시에 생성되는 소리를 하나의 구형 어레이로 측정, 습득하여 빔포임, 필터등을 이용하여 재구성함으로써 사용자가 일방향(특정 음원)을 선택하면 그 방향에서 들려오는 소리만을 재생할 수 있는 음장 재구성 장치에 특성화된 전방향 음향 신호 습득장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided an omnidirectional acoustic camera for measuring and analyzing a sound field generated in an omnidirectional image area to overlay a visualized sound field in an image image in real time and displaying it on a display device, (Sound source) that can be reproduced only when the user selects one direction (a specific sound source) by reconstructing the generated sound by using a single spherical array and acquiring and reconstructing the sound using a beamformer or a filter. A directional acoustic signal acquisition device is provided.

도 1, 도 2는 종래 기술 음향카메라.
도 3은 본 발명의 구형체 상의 음향센서들을 맵핑 평면 상에 맵핑한 센서 어레이 배열 형상도(48, 50개).
도 4는 도 3의 맵핑 평면상 센서들이 구형체 상에 배치된 모습을 보이는 입체도.
도 5는 본 발명의 전방향 전방향 음향 시각화 장치.
도 6a, 도 6b는 6개로 구성된 팔면체의 격자점에 배치된 제1 센서 그룹(A1) 펼친그림 및 입체도.
도 7a, 도 7b는 12개로 구성된 육팔면체 격자점에 배치된 제2 센서 그룹(A2) 펼친그림 및 입체도.
도 7a, 도 7b는 8개로 구성된 육면체 격자점에 배치된 제3 센서 그룹(A3) 펼친그림 및 입체도.
도 8a, 도 8b는 24개로 구성된 부풀린 육팔면체 꼭지점(격자점)에 배치된 제4 센서 그룹(A4) 펼친그림 및 입체도.
1 and 2 show a prior art acoustic camera.
Fig. 3 is a sensor array arrangement shape (48, 50) in which acoustic sensors on a spherical body of the present invention are mapped on a mapping plane.
FIG. 4 is a three-dimensional view showing a state in which sensors are arranged on a spherical body on the mapping plane of FIG. 3. FIG.
5 is an omni-directional omnidirectional acoustic visualization apparatus of the present invention.
FIGS. 6A and 6B show an expanded view and a stereoscopic view of a first sensor group A1 arranged at grid points of an octahedron composed of six.
Figs. 7A and 7B show an expanded view and a stereoscopic view of the second sensor group A2 arranged at the hexagonal octahedral lattice point composed of twelve.
FIGS. 7A and 7B show an expanded view and a three-dimensional view of a third sensor group A3 arranged at an octagonal lattice point.
Figs. 8A and 8B show an expanded view and a three-dimensional view of the fourth sensor group A4 arranged at the inflated hexahedron vertex (lattice point) of 24 units.

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 전방향 음향 신호 습득장치, 이를 이용한 전방향 음향 시각화 장치 및 음장 재구성 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명의 구형체 상의 음향센서들을 맵핑 평면 상에 맵핑한 센서 어레이 배열 형상도(48, 50개)이고, 도 4는 도 3의 맵핑 평면상 센서들이 구형체 상에 배치된 모습을 보이는 입체도이고, 도 5는 본 발명의 전방향 전방향 음향 시각화 장치이다. 도 6a, 도 6b는 6개로 구성된 팔면체의 격자점에 배치된 제1 센서 그룹(A1) 펼친그림 및 입체도, 도 7a, 도 7b는 12개로 구성된 육팔면체 격자점에 배치된 제2 센서 그룹(A2) 펼친그림 및 입체도, 도 7a, 도 7b는 8개로 구성된 육면체 격자점에 배치된 제3 센서 그룹(A3) 펼친그림 및 입체도이고, 도 8a, 도 8b는 24개로 구성된 부풀린 육팔면체 꼭지점(격자점)에 배치된 제4 센서 그룹(A4) 펼친그림 및 입체도이다.Hereinafter, an omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus, an omnidirectional acoustic visualization apparatus and a sound field reconstruction apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a sensor array configuration diagram (48, 50) in which the acoustic sensors on the spherical bodies of the present invention are mapped on a mapping plane, and FIG. 4 shows a state in which sensors on the mapping plane of FIG. And FIG. 5 is an omni-directional omnidirectional acoustic visualization apparatus of the present invention. Figs. 6A and 6B show an expanded view and a stereoscopic view of the first sensor group A1 arranged at the lattice points of six octahedrons, Figs. 7A and 7B show the second sensor group A1 arranged at the hexagonal octahedral lattice points composed of twelve FIGS. 7A and 7B show an expanded view and a stereoscopic view of the third sensor group A3 disposed at a hexagonal lattice point composed of eight, and FIGS. 8A and 8B show the expanded and stereoscopic view of an expanded octahedron vertex (Lattice point) of the fourth sensor group (A4).

도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전방향 음향 신호 습득장치(또는 구형 마이크로폰 어레이)는, 구형체의 표면에 음향센서(S)들이 배치되는 전방향 음향 신호 습득장치는, 적도선(θ = 90도로 정의함) 방향으로 θ축, 경도선을 방향으로 φ축으로 정의된 구형체(Spherical body)를 펼쳐서 φ축을 X축으로 하고 θ축을 Y축으로 맵핑한 맵핑 평면에서 볼때, 음향센서(S)들은 20 ~ 80개의 음향센서(S)들이 배치된다.3 and 4, an omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus (or a spherical microphone array) according to an embodiment of the present invention includes an omnidirectional acoustic signal A learning device is a mapping device that expands a spherical body defined by a θ axis in the direction of the equator (θ = 90 degrees) and a φ axis in the direction of the longitude line, maps the φ axis to the X axis, and maps the θ axis to the Y axis In plan view, the acoustic sensors S are arranged with 20 to 80 acoustic sensors S,

또한, 음향센서(S)들은 θ=90도로 정의된 적도선(C0) 위치에 φ= 0~360도 범위에 걸쳐서 6개 ~ 12개의 음향센서(S) 들이 배치되어 가로방향 센서배열 중심라인(L0);을 형성한다. 또한, 음향센서(S)들은 φ=180도로 정의된 하나의 경도선(C2) 위치에 θ=0~180도(상하 꼭지점 포함)에 걸쳐서 2개 ~ 7개의 음향센서(S)들이 배치되어 세로방향 센서배열 중심라인(C0)을 형성한다.Also, the acoustic sensors S are arranged such that six to twelve acoustic sensors S are arranged over the range of? = 0 to 360 degrees at the equatorial line C0 defined by? = 90 degrees, L0). In addition, the acoustic sensors S are arranged such that two to seven acoustic sensors S are arranged at a position of one longitude line C2 defined by? = 180 degrees over? = 0 to 180 degrees (including upper and lower vertexes) Thereby forming the sensor array center line C0.

또한, 나머지 음향센서(S)들은, 상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)을 기준으로 상하로 대칭되고 상응하는 위치에 배치되고, 세로방향 센서배열 중심라인(C0)을 기준으로 좌우로 대칭되게 상응(선을 기준으로 평면을 접었을때 서로 맞닿아 일치하도록)하도록 배치된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 구형체(Spherical body) 상에서 인접하는 음향센서(S)들을 연결하는 선들이 삼각형을 이루도록 구성된다. The remaining acoustic sensors S are arranged symmetrically and vertically symmetrically with respect to the horizontal sensor arrangement center line L0 and symmetrically symmetrically with respect to the vertical sensor arrangement center line C0 (Aligned to abut against each other when the plane is folded with respect to the line). In addition, as shown in FIG. 4, the lines connecting adjacent acoustic sensors S on a spherical body are configured to be triangular.

도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전방향 음향 신호 습득장치(또는 구형 마이크로폰 어레이)는, 가로방향 센서배열 중심라인(L0)의 상부(90<θ≤180도)에 2~5 열의 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부)들이 형성되고, 가로방향 센서배열 중심라인(L0)의 하부(0≤θ<90도)에 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부)들에 상응하는 대칭 형상으로 2~5 열의 가로방향 센서배열 하부 라인(L_하부)들이 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 구성하는 경우, 전체 음향 센서 수 20 ~ 80개 범위, 예를들어, 구형체(Spherical body)에 배치된 모든 음향센서(S)들의 갯수는 24, 36, 48, 72 개 중 하나가 되도록 구성할 수 있다. 이 숫자에서 상하 꼭지점에 음향 센서를 위치시키지 않는 경우, 모든 방향에서 보았을 때 구형 어레이 상에서 최대한 모든 방향에서 최대한 대칭을 이루는 센서 배치가 가능함을 수치해석 프로그램 및 시제품 테스트에서 알수 있었다. 상기 갯수에서 가장 적은량의 인터폴레이션으로 모든 방향에서 대칭을 이루고 최대한 정삼각형을 이루는 구형 음향센서 배열을 달성할 수 있음을 수치해석 프로그램 및 시제품 구현에서 알수 있었다.As shown in FIGS. 3 and 4, the omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus (or the rectangular microphone array) according to the embodiment of the present invention includes an upper portion (90 &lt; Fig.) 2-5 column lateral upper sensor array lines (L_ top) are formed and, horizontal orientation sensor array center bottom (0≤θ <90 degrees) upper horizontal orientation sensor array lines on the line (L0) in (L It is preferable that two to five rows of transverse sensor array sub-lines (L_bottom) are formed in a symmetrical shape corresponding to a plurality of transverse direction sensor array tops . In such a configuration, the total number of acoustic sensors is 20 to 80, for example, the number of all the acoustic sensors S arranged in the spherical body is one of 24, 36, 48, and 72 can do. Numerical analysis programs and prototype tests have shown that when the acoustic sensors are not placed at the top and bottom vertices in this figure, it is possible to arrange the sensors as symmetrical as possible in all directions in the spherical array in all directions. In the numerical analysis program and prototype implementation, it was found that a spherical acoustic sensor array having symmetry in all directions and having a maximum equilateral triangle can be achieved with the smallest number of interpolation in the above number.

도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전방향 음향 신호 습득장치(또는 구형 마이크로폰 어레이)는, 세로방향 센서배열 중심라인(C0)의 좌측( 0<φ<180도 영역)에 3 ~ 7 열의 세로방향 센서 일측 배열라인(C_일측)들이 형성된다. As shown in FIGS. 3 and 4, the omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus (or the rectangular microphone array) according to the embodiment of the present invention includes a left side (0 <? <180 Three to seven columns of longitudinal direction sensor side array lines (C_ one side)

또한, 세로방향 센서배열 중심라인(C0)의 우측(180<φ<360도=0도 영역)에 세로방향 센서 일측 배열라인(C_일측)들과 상응하는 대칭 형상으로 3~7 열의 세로방향 센서 타측 배열라인(C_타측)들이 형성되고, 구형체에서 볼때 상기 세로방향 센서배열 중심라인(C0)의 반대편측(φ= 0, 360도)에 상응하는 형상으로 세로방향 센서배열 배면측-중심라인(C_B)이 형성된다. 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부)들의 음향센서(S)들의 갯수는 상기 가로방향 센서배열 중심라인(C0)에 배치된 음향센서(S)들의 갯수보다 작거나 같은 것이 바람직하다.Further, in the right side (180 <? <360 degrees = 0 degree region) of the longitudinal direction sensor array center line C0, a symmetrical shape corresponding to one side array line C_ Sensor side array lines (C_other sides) are formed on the back side of the sensor array on the back side of the sensor array in the shape corresponding to the opposite side (? = 0, 360 degrees) A center line C_B is formed. It is preferable that the number of the acoustic sensors S of the horizontal direction sensor upper array lines L_ upper portions is smaller than or equal to the number of the acoustic sensors S arranged in the horizontal direction sensor arrangement center line C0.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전방향 음향 신호 습득장치(또는 구형 마이크로폰 어레이)는, 구형체의 상부 꼭지점(θ=180도)에 음향 센서가 배치되지 않으며, 구형체의 하부 꼭지점(θ=0도)에 음향 센서가 배치되지 않는 것이 바림직하다. 여기에 보이는 바와 같은 구형체의 상부 꼭지점(θ=180도)을 덮는 영역에 광학 촬영 수단(20, 30)이 구비되고, 구형체의 하부 꼭지점(θ=0도)을 덮는 영역에 구형체 세움 수단(40)이 형성된다.3, an omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus (or a spherical microphone array) according to an embodiment of the present invention is characterized in that an acoustic sensor is not disposed at an upper vertex (? = 180 degrees) of a sphere, It is imperative that no acoustic sensors are placed at the lower vertex of the sieve (0 = 0 degrees). The optical pick-up means 20 and 30 are provided in a region covering the upper vertex (? = 180 degrees) of the spherical body as shown here, and spherical bodies are formed in the region covering the lower vertex (? = 0 degree) Means 40 are formed.

<실시예 : 48개, 50개><Examples: 48, 50>

도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전방향 음향 신호 습득장치(또는 구형 마이크로폰 어레이)는, 구형체(Spherical body)에 배치되는 48개의 음향센서(S)들이 배치된다.3 and 4, an omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus (or a spherical microphone array) according to an embodiment of the present invention includes 48 acoustic sensors S arranged in a spherical body .

48개의 음향센서(S)들의 일부는, 적도선(C0) 위치에 φ= 0~360도 범위에 걸쳐서 등간격으로 배치된 8개의 음향센서(S) 들이 형성하는 가로방향 센서배열 중심라인(L0)과, 맵핑 평면상에서 상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)과 평행하게 형성되는 제1, 제2, 제3, 제4 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부, L1, L2, L3, L4)들을 형성한다.Some of the 48 acoustic sensors S are connected to the transverse sensor array center line L0 formed by the eight acoustic sensors S arranged equidistantly over the range of? = 0 to 360 degrees at the equatorial line C0 position. Second, third, and fourth horizontal sensor upper array lines (upper portions, L1, L2, L3, L4) formed parallel to the horizontal sensor array center line L0 on the mapping plane ).

48개의 음향센서(S)들의 일부는, 맵핑 평면상에서 상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)과 평행하게 형성되는 제1, 제2, 제3, 제4열의 가로방향 센서 하부 배열라인(L_하부, L11, L22, L33, L44)들과, φ= 180도에 형성되는 하나 칼럼을 형성하는 세로방향 센서배열 중심라인(C0)과, 세로방향 센서배열 중심라인(C0)의 배면(φ= 0. 360도)에 평행하게 하나의 칼럼을 형성되는 세로방향 센서배열 배면측-중심라인(C_B)을 형성한다. Some of the 48 acoustic sensors S are arranged on the mapping plane in the first, second, third and fourth rows of lateral sensor array sub-alignment lines L_ The vertical sensor array center line C0 forming one column at φ = 180 degrees and the rear sensor array center line C0 forming the one column at φ = 180 degrees (φ = 0. 360 degrees) to form a longitudinal sensor array backside-center line C_B which forms one column in parallel.

48개의 음향센서(S)들의 일부는, 세로방향 센서배열 중심라인(C0)과 세로방향 센서배열 배면측-중심라인(C_B) 사이에 각각 6 칼럼씩 형성되는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 세로방향 센서 일측 배열라인(C_일측, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7), 및 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 세로방향 센서 타측 배열라인(C_타측, C11, C22, C33, C44, C55, C66, C77)을 형성한다. A part of the 48 acoustic sensors S is divided into first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh columns formed by six columns each between the longitudinal sensor arrangement center line C0 and the longitudinal sensor arrangement rear surface- Second, third, fourth, fifth, sixth, seventh longitudinal sensor side linear array lines (C_ one side, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7) (C_other side, C11, C22, C33, C44, C55, C66, C77) of the fifth, sixth and seventh longitudinal direction sensors are formed.

세로방향 센서배열 중심라인(C0) 및 세로방향 센서배열 배면측-중심라인(C_B), 제4 세로방향 센서 일측 배열라인(C4), 및 제4 세로방향 센서 타측 배열라인(C44)에 음향센서들이 3개씩 상하로 배치된다. 제1, 제3, 제5, 제7 세로방향 센서 일측 배열라인(C1, C3, C5, C7)에 2개의 음향센서가 배치된다. 제2, 제6 세로방향 센서 일측 배열라인(C2, C6)에 5개의 음향센서가 배치된다.A sensor array is provided on the longitudinal direction sensor array center line C0 and the longitudinal direction sensor array backside-center line C_B, the fourth longitudinal direction sensor one side array line C4 and the fourth longitudinal direction sensor side array line C44. Are arranged up and down three by three. Two acoustic sensors are disposed on the first, third, fifth, and seventh vertical sensor one-side arrangement lines C1, C3, C5, C7. Five acoustic sensors are arranged on the second and sixth vertical direction sensor side array lines C2 and C6.

세로방향 센서배열 중심라인(C0) 및 세로방향 센서배열 배면측-중심라인(C_B), 제4 세로방향 센서 일측 배열라인(C4), 및 제4 세로방향 센서 타측 배열라인(C44)에 3개씩 상하로 배치되는 음향센서들은, 맵핑 평면상에서 같은 θ(경도)를 갖음으로 인해 일조씩 L3, L33, L0 중 하나의 배열 라인에 가로로 평행하게 위치되어 직선을 이룬다. 제1, 제3, 제5, 제7 세로방향 센서 일측 배열라인(C1, C3, C5, C7)에 2개씩 상하로 배치되는 음향센서들은, 맵핑 평면상에서 같은 θ(경도)를 갖음으로 인해 일조씩 가로로 평행하게 위치되어 L1과 L11을 형성한다.Three in the longitudinal direction sensor array center line C0 and the longitudinal direction sensor array backside-center line C_B, one in the fourth longitudinal direction sensor array C4 and one in the fourth longitudinal direction sensor array line C44 The acoustic sensors arranged in the vertical direction are arranged in a horizontal direction parallel to one of the array lines L3, L33 and L0, one by one, due to the same θ (hardness) on the mapping plane. Acoustic sensors arranged two by two on the first, third, fifth and seventh vertical sensor one side array lines C1, C3, C5 and C7 have the same θ (hardness) on the mapping plane, Are arranged laterally in parallel to form L1 and L11.

제2, 제6 세로방향 센서 일측 배열라인(C2, C6) 및 제2, 제6 세로방향 센서 타측 배열라인(C22, C66)에 5개씩 상하로 배치되는 음향센서들은, 맵핑 평면상에서 같은 θ(경도)를 갖음으로 인해 일조씩 가로로 평행하게 위치되어 L4, L2, L0, L22, L44를 형성한다.Acoustic sensors arranged vertically five by five on the second and sixth longitudinal direction sensor side alignment lines C2 and C6 and the second and sixth longitudinal direction sensor side alignment lines C22 and C66 are arranged in the same θ Hardness), so that they are horizontally and parallel to one another to form L4, L2, L0, L22 and L44.

도3, 도4에 도시된 바와 같이, 전술한 바와 같이 배치하는 경우, 상하 꼭지점에 음향 센서를 위치시키지 않고 45개 이상의 음향 센서를 사용하면서 정밀도를 높이고 55개 미만의 음향센서로 데이터 취급량을 줄이는 숫자 영역에서, 모든 방향(시점을 고정시키고 구를 여러 방향으로 돌렸을 때)에서 보았을 때 구형 어레이 상에서 최대한 모든 방향에서 최대한 대칭을 이루는 센서 배치가 가능함을 수치해석 프로그램 및 시제품 테스트에서 알수 있었다. 상기 갯수에서 가장 적은량의 인터폴레이션으로 모든 방향에서 최대한 대칭을 이루고 최대한 정삼각형을 이루는 구형 음향센서 배열을 달성할 수 있음을 수치해석 프로그램 및 시제품 구현에서 알수 있었다.As shown in FIGS. 3 and 4, in the arrangement as described above, it is possible to increase the precision while using more than 45 acoustic sensors without placing the acoustic sensors at the upper and lower vertices, and to reduce the data handling amount with less than 55 acoustic sensors Numerical analysis programs and prototype tests have shown that, in the numerical domain, it is possible to arrange the sensor as symmetrical as possible in all directions (as long as the viewpoint is fixed and the sphere is rotated in various directions) over the spherical array. In the numerical analysis program and prototype implementation, it was found that a spherical acoustic sensor array having the maximum symmetry in all directions and having a maximum equilateral triangle can be achieved with the least amount of interpolation in the above number.

도 5에 도시된 바와 같이, 광학 촬영 수단은, 구형체(10)의 상부에 이격되게 고정된 전방향 반사 거울(20)과, 구형체의 상면에 노출되게 고정되어 상기 반사 거울에 비친 광학 영상을 촬영하는 촬영 렌즈(30)를 포함하여 구성된다.5, the optical photographing means includes an omnidirectional reflecting mirror 20 fixed to the upper portion of the spherical body 10 so as to be spaced apart from the omnidirectional reflecting mirror 20, and an optical image And a photographing lens 30 for photographing the image.

도 6(a, b), 도 7(a, b), 도 8(a, b), 도 9(a, b)에 되시된 바와 같이, 마이크로폰의 위치는 3차원 구의 표면에 팔면체의 회전 그룹의 반적으로 구성되어 있다. 회전그룹의 모든 위치는 동일한 가중치를 가진다. 본 특허의 마이크로폰 배열은 동일한 가중치를 가지는 4개 고유한 격자점의 조합으로 구성되어 있다. 4개의 센서(격자점) 그룹을 A1(도 6), A2(도 7), A3(도 8), A4(도 90라고 한다면 아래와 같다. 50=A1(6)+A2(12)+A3(8)+A4(24) 4개의 센서(격자점) 그룹으로 조합된 50개의 격자점은 모든 방향에서 보았을 때 대칭을 이루고 있다. 50개 격자점 중 광학 카메라와 받침대 위치를 제거하여 총 48채널 마이크로폰 어레이를 구성하였다. As shown in Figs. 6 (a) and 6 (b), 7 (a) and 7 (b) As shown in FIG. All positions in the rotation group have the same weight. The microphone array of this patent consists of a combination of four unique lattice points having the same weight. A1 (6) + A2 (12) + A3 (FIG. 6), A2 (FIG. 7), A3 8) + A4 (24) 50 lattice points combined in a group of 4 sensors (grid points) are symmetrical in all directions. A total of 48 lattice microphones Array.

도 6(a, b), 도 7(a, b), 도 8(a, b), 도 9(a, b)에 되시된 바와 같이, 본 발명의 전방향 음향 신호 습득장치는, 도 6b에 도시된 팔면체의 격자점(적어도 세개의 선이 각도를 이루면서 만나는 점, 꼭지점)에 배치된 6개의 제1 센서 그룹(A1)과, 도 7b에 도시된 육팔면체 격자점에 배치된 12개의 제2 센서 그룹(A2)과, 도 8b에 도시된 육면체 꼭지점에 배치된 8개의 제3 센서 그룹(A3)과, 도 8b에 도시된 부풀린 육팔면체 꼭지점에 배치된 24개의 제4 센서 그룹(A4)을 전부 포함하여 구성된다. 4개의 센서 그룹(A, A2, A3, A4)으로 조합된 50개의 격자점은 모든 방향에서 보았을 때 대칭을 이루도록 단일한 구표면에 조합 배치되고, 제1 센서 그룹(A1)의 격자점 중 광학 카메라가 위치하는 상부 꼭지점 위치와 받침대가 위치하는 하부 꼭지점 위치에 음향 센서가 제거되어, 총 48채널 마이크로폰 어레이를 구성하는 것이 바람직하다.As shown in Figs. 6 (a) and 6 (b), 7 (a) and 8 (b) Six first sensor groups A1 arranged at lattice points of the octahedron shown in Fig. 7B (points where at least three lines meet at angles, vertexes), and twelve sensor groups A1 arranged at the octahedron lattice points shown in Fig. 8 sensor group A2, eight third sensor groups A3 arranged at the vertexes of the hexahedron shown in Fig. 8B, and 24 fourth sensor groups A4 arranged at the vertexes of the bull hexahedron shown in Fig. . 50 grid points combined with the four sensor groups (A, A2, A3, A4) are arranged in combination on a single spherical surface so as to be symmetrical when viewed from all directions, It is preferable that the acoustic sensor is removed at the position of the upper vertex where the camera is located and the position of the lower vertex where the pedestal is located to form a total of 48 channel microphone arrays.

본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.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, &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; and / or &lt; / RTI &gt;

아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.It is to be understood that the appended claims are intended to supplement the understanding of the invention and should not be construed as limiting the scope of the appended claims.

10 : 구형체
20 : 전방향 반사 거울
30 : 촬영 렌즈
40 : 구형체 세움 수단
10: spherical body
20: omnidirectional mirror
30: photographing lens
40: spherical shaping means

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 구형체의 표면에 음향센서(S)들이 배치되는 전방향 음향 신호 습득장치에 있어서,
적도선(θ = 90도로 정의함) 방향으로 θ축, 경도선을 방향으로 φ축으로 정의된 구형체(Spherical body)를 펼쳐서 φ축을 X축으로 하고 θ축을 Y축으로 맵핑한 맵핑 평면에서 볼때,
상기 음향센서(S)들은 20 ~ 80개의 음향센서(S)들이 배치되고;
θ=90도로 정의된 적도선(C0) 위치에 φ= 0~360도 범위에 걸쳐서 6개 ~ 12개의 음향센서(S) 들이 배치되어 가로방향 센서배열 중심라인(L0);을 형성하고,
φ=180도로 정의된 하나의 경도선(C2) 위치에 θ=0~180도에 걸쳐서 2개 ~ 7개의 음향센서(S)들이 배치되어 세로방향 센서배열 중심라인(C0);을 형성하고,
나머지 음향센서(S)들은, 상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)을 기준으로 상하로 대칭되게 배치되고, 상기 세로방향 센서배열 중심라인(C0)을 기준으로 좌우로 대칭되게 배치되어,
구형체(Spherical body) 상에서 인접하는 음향센서(S)들을 연결하는 선들이 삼각형을 이루도록 구성되되,

상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)의 상부(90<θ≤180도)에 2~5 열의 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부)들;이 형성되고,
상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)의 하부(0≤θ<90도)에 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부)들에 상응하는 대칭 형상으로 2~5 열의 가로방향 센서배열 하부 라인(L_하부)들;이 형성되고,

구형체의 상부 꼭지점(θ=180도)에 음향 센서가 배치되지 않으며,
구형체의 하부 꼭지점(θ=0도)에 음향 센서가 배치되지 않으며,
구형체의 상부 꼭지점(θ=180도)을 덮는 영역에 광학 촬영 수단이 구비되고,
구형체의 하부 꼭지점(θ=0도)을 덮는 영역에 구형체 세움 수단이 형성되고,

상기 구형체(Spherical body)에 배치되는 48개의 음향센서(S)들이,
적도선(C0) 위치에 φ= 0~360도 범위에 걸쳐서 등간격으로 배치된 8개의 음향센서(S) 들이 형성하는 가로방향 센서배열 중심라인(L0)과,
상기 맵핑 평면상에서 상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)과 평행하게 형성되는 제1, 제2, 제3, 제4 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부, L1, L2, L3, L4)들과,
상기 맵핑 평면상에서 상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)과 평행하게 형성되는 제1, 제2, 제3, 제4열의 가로방향 센서 하부 배열라인(L_하부, L11, L22, L33, L44)들과,
φ= 180도에 형성되는 하나의 칼럼을 형성하는 세로방향 센서배열 중심라인(C0)과,
상기 세로방향 센서배열 중심라인(C0)의 배면(φ= 0. 360도)에 평행하게 하나의 칼럼을 형성되는 세로방향 센서배열 배면측-중심라인(C_B)과,
상기 세로방향 센서배열 중심라인(C0)과 세로방향 센서배열 배면측-중심라인(C_B) 사이에 각각 6 칼럼씩 형성되는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 세로방향 센서 일측 배열라인(C_일측, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7), 및 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 세로방향 센서 타측 배열라인(C_타측, C11, C22, C33, C44, C55, C66, C77),
을 형성하고,
세로방향 센서배열 중심라인(C0) 및 세로방향 센서배열 배면측-중심라인(C_B), 제4 세로방향 센서 일측 배열라인(C4), 및 제4 세로방향 센서 타측 배열라인(C44)에 음향센서들이 3개씩 상하로 배치되고,
상기 제1, 제3, 제5, 제7 세로방향 센서 일측 배열라인(C1, C3, C5, C7)에 2개의 음향센서가 배치되고,
제2, 제6 세로방향 센서 일측 배열라인(C2, C6)에 5개의 음향센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 구조 개선된 마이크로폰 구형 배열 어레이를 갖는 전방향 음향 신호 습득장치.
An omni-directional acoustic signal acquisition device in which acoustic sensors (S) are disposed on a surface of a spherical body,
When viewed from the mapping plane in which the spherical body defined by the equatorial line (defined by θ = 90 degrees) and the φ axis defined by the hard axis is extended and the φ axis is defined as the X axis and the θ axis is mapped as the Y axis,
The acoustic sensors S are arranged with 20 to 80 acoustic sensors S;
six to twelve acoustic sensors S are arranged over the range of? = 0 to 360 degrees at the equatorial line C0 defined by? = 90 to form the horizontal sensor array center line L0,
two to seven acoustic sensors S are arranged at a position of one longitude line C2 defined by? = 180 degrees over? = 0 to 180 degrees to form a longitudinal sensor array center line C0,
The remaining acoustic sensors S are disposed symmetrically up and down with respect to the horizontal sensor arrangement center line L0 and symmetrically arranged left and right with respect to the vertical sensor arrangement center line C0,
The lines connecting adjacent acoustic sensors S on a spherical body are configured to be triangular,

2 to 5 rows of upper sensor array lines L_in upper portions are formed on the upper portion of the horizontal sensor array center line L0 (90 <?? 180 degrees)
A horizontal sensor array lower line ( 2 to 5 rows ) in a symmetrical shape corresponding to the horizontal sensor upper array lines (upper portions) at a lower portion (0?? <90 degrees) of the horizontal sensor arrangement center line L0 L &lt; / RTI &gt; bottoms)

The acoustic sensor is not disposed at the upper vertex (? = 180 degrees) of the spherical body,
The acoustic sensor is not disposed at the lower vertex (? = 0 degree) of the spherical body,
An optical photographing means is provided in an area covering the upper vertex (? = 180 degrees) of the spherical body,
Spherical shaping means is formed in an area covering the lower vertex (? = 0 degree) of the spherical body,

The 48 acoustic sensors (S) arranged in the spherical body,
The horizontal sensor array center line L0 formed by the eight acoustic sensors S arranged at regular intervals over the range of? = 0 to 360 degrees at the equatorial line C0,
Second, third, and fourth horizontal sensor upper array lines (upper portions, L1, L2, L3, L4) formed parallel to the horizontal sensor array center line L0 on the mapping plane and,
L 1, L 22, L 33, and L 44 of the first, second, third, and fourth columns, which are formed parallel to the horizontal sensor array center line L 0 on the mapping plane, And,
a longitudinal sensor array center line C0 forming one column formed at? = 180 degrees,
A longitudinal sensor array backside-center line C_B, which forms one column parallel to the back surface (φ = 0. 360 degrees) of the longitudinal sensor array center line C0,
Second, third, fourth, fifth, sixth, and seventh columns formed by six columns each between the longitudinal sensor array center line C0 and the longitudinal sensor array backside-center line C_B, 7 vertical direction sensor side array lines (C_ one side, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7), and first, second, third, fourth, fifth, sixth, (C_other side, C11, C22, C33, C44, C55, C66, C77) on the other side of the sensor,
Lt; / RTI &gt;
A sensor array is provided on the longitudinal direction sensor array center line C0 and the longitudinal direction sensor array backside-center line C_B, the fourth longitudinal direction sensor one side array line C4 and the fourth longitudinal direction sensor side array line C44. Are arranged vertically by three,
Two acoustic sensors are arranged on the first, third, fifth, and seventh vertical sensor one side array lines C1, C3, C5, C7,
Characterized in that five acoustic sensors are arranged on the second and sixth longitudinal sensor one side array lines (C2, C6).
제7항에 있어서,
세로방향 센서배열 중심라인(C0) 및 세로방향 센서배열 배면측-중심라인(C_B), 제4 세로방향 센서 일측 배열라인(C4), 및 제4 세로방향 센서 타측 배열라인(C44)에 3개씩 상하로 배치되는 음향센서들은, 맵핑 평면상에서 같은 θ(경도)를 갖음으로 인해 일조씩 L3, L33, L0 중 하나의 배열 라인에 가로로 평행하게 위치되어 직선을 이루고,

상기 제1, 제3, 제5, 제7 세로방향 센서 일측 배열라인(C1, C3, C5, C7)에 2개씩 상하로 배치되는 음향센서들은, 맵핑 평면상에서 같은 θ(경도)를 갖음으로 인해 일조씩 가로로 평행하게 위치되어 L1과 L11을 형성하는 것을 특징으로 하는 구조 개선된 마이크로폰 구형 배열 어레이를 갖는 전방향 음향 신호 습득장치.
8. The method of claim 7,
Three in the longitudinal direction sensor array center line C0 and the longitudinal direction sensor array backside-center line C_B, one in the fourth longitudinal direction sensor array C4 and one in the fourth longitudinal direction sensor array line C44 The acoustic sensors arranged in the vertical direction are arranged in a horizontal direction parallel to one of the array lines L3, L33 and L0, one by one, due to the same θ (hardness) on the mapping plane,

Acoustic sensors arranged two by two on the first, third, fifth, and seventh longitudinal sensor side array lines C1, C3, C5, and C7 have the same θ (hardness) on the mapping plane Wherein the first and second acoustic transducers are positioned horizontally in parallel to form L1 and L11.
제7항에 있어서,
제2, 제6 세로방향 센서 일측 배열라인(C2, C6) 및 제2, 제6 세로방향 센서 타측 배열라인(C22, C66)에 5개씩 상하로 배치되는 음향센서들은, 맵핑 평면상에서 같은 θ(경도)를 갖음으로 인해 일조씩 가로로 평행하게 위치되어 L4, L2, L0, L22, L44를 형성하는 것을 특징으로 하는 구조 개선된 마이크로폰 구형 배열 어레이를 갖는 전방향 음향 신호 습득장치.
8. The method of claim 7,
Acoustic sensors arranged vertically five by five on the second and sixth longitudinal direction sensor side alignment lines C2 and C6 and the second and sixth longitudinal direction sensor side alignment lines C22 and C66 are arranged in the same θ L0, L22, L44 are positioned laterally one after the other in parallel with each other to form L4, L2, L0, L22, L44. The omnidirectional acoustic signal acquisition device with structured microphone array.
구형체의 표면에 음향센서(S)들이 배치되는 전방향 음향 신호 습득장치에 있어서,
적도선(θ = 90도로 정의함) 방향으로 θ축, 경도선을 방향으로 φ축으로 정의된 구형체(Spherical body)를 펼쳐서 φ축을 X축으로 하고 θ축을 Y축으로 맵핑한 맵핑 평면에서 볼때,
상기 음향센서(S)들은 20 ~ 80개의 음향센서(S)들이 배치되고;
θ=90도로 정의된 적도선(C0) 위치에 φ= 0~360도 범위에 걸쳐서 6개 ~ 12개의 음향센서(S) 들이 배치되어 가로방향 센서배열 중심라인(L0);을 형성하고,
φ=180도로 정의된 하나의 경도선(C2) 위치에 θ=0~180도에 걸쳐서 2개 ~ 7개의 음향센서(S)들이 배치되어 세로방향 센서배열 중심라인(C0);을 형성하고,
나머지 음향센서(S)들은, 상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)을 기준으로 상하로 대칭되게 배치되고, 상기 세로방향 센서배열 중심라인(C0)을 기준으로 좌우로 대칭되게 배치되어,
구형체(Spherical body) 상에서 인접하는 음향센서(S)들을 연결하는 선들이 삼각형을 이루도록 구성되되,

상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)의 상부(90<θ≤180도)에 2~5 열의 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부)들;이 형성되고,
상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)의 하부(0≤θ<90도)에 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부)들에 상응하는 대칭 형상으로 2~5 열의 가로방향 센서배열 하부 라인(L_하부)들;이 형성되고,

상기 가로방향 센서 상부 배열라인(L_상부)들의 음향센서(S)들의 갯수는 상기 가로방향 센서배열 중심라인(L0)에 배치된 음향센서(S)들의 갯수보다 작거나 같고,

구형체의 상부 꼭지점(θ=180도)에 음향 센서가 배치되지 않으며,
구형체의 하부 꼭지점(θ=0도)에 음향 센서가 배치되지 않으며,
구형체의 상부 꼭지점(θ=180도)을 덮는 영역에 광학 촬영 수단이 구비되고,
구형체의 하부 꼭지점(θ=0도)을 덮는 영역에 구형체 세움 수단이 형성되고,

광학 촬영 수단은,
상기 구형체(10)의 상부에 이격되게 고정된 전방향 반사 거울(20)과;
상기 구형체(10)의 상면에 노출되게 고정되어 상기 반사 거울(20)에 비친 광학 영상을 촬영하는 촬영 렌즈(30);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 구조 개선된 마이크로폰 구형 배열 어레이를 갖는 전방향 음향 신호 습득장치.
An omni-directional acoustic signal acquisition device in which acoustic sensors (S) are disposed on a surface of a spherical body,
When viewed from the mapping plane in which the spherical body defined by the equatorial line (defined by θ = 90 degrees) and the φ axis defined by the hard axis is extended and the φ axis is defined as the X axis and the θ axis is mapped as the Y axis,
The acoustic sensors S are arranged with 20 to 80 acoustic sensors S;
six to twelve acoustic sensors S are arranged over the range of? = 0 to 360 degrees at the equatorial line C0 defined by? = 90 to form the horizontal sensor array center line L0,
two to seven acoustic sensors S are arranged at a position of one longitude line C2 defined by? = 180 degrees over? = 0 to 180 degrees to form a longitudinal sensor array center line C0,
The remaining acoustic sensors S are disposed symmetrically up and down with respect to the horizontal sensor arrangement center line L0 and symmetrically arranged left and right with respect to the vertical sensor arrangement center line C0,
The lines connecting adjacent acoustic sensors S on a spherical body are configured to be triangular,

2 to 5 rows of upper sensor array lines L_in upper portions are formed on the upper portion of the horizontal sensor array center line L0 (90 <?? 180 degrees)
A horizontal sensor array lower line ( 2 to 5 rows ) in a symmetrical shape corresponding to the horizontal sensor upper array lines (upper portions) at a lower portion (0?? <90 degrees) of the horizontal sensor arrangement center line L0 L &lt; / RTI &gt; bottoms)

The number of the acoustic sensors S of the transverse sensor upper array lines L_ upper portions is smaller than or equal to the number of the acoustic sensors S arranged in the transverse sensor array center line L0,

The acoustic sensor is not disposed at the upper vertex (? = 180 degrees) of the spherical body,
The acoustic sensor is not disposed at the lower vertex (? = 0 degree) of the spherical body,
An optical photographing means is provided in an area covering the upper vertex (? = 180 degrees) of the spherical body,
Spherical shaping means is formed in an area covering the lower vertex (? = 0 degree) of the spherical body,

The optical pick-
An omnidirectional reflection mirror 20 fixed to an upper portion of the spherical body 10;
A photographic lens 30 which is fixedly exposed on an upper surface of the spherical body 10 and takes an optical image reflected by the reflecting mirror 20;
And a plurality of microphone arrays arranged in the array.
전방향 음향 신호 습득장치에 있어서,
팔면체의 격자점(적어도 세개의 선이 각도를 이루면서 만나는 점, 꼭지점)에 배치된 6개의 제1 센서 그룹(A1)과,
육팔면체 격자점에 배치된 12개의 제2 센서 그룹(A2)과,
육면체 꼭지점에 배치된 8개의 제3 센서 그룹(A3)과,
부풀린 육팔면체 꼭지점에 배치된 24개의 제4 센서 그룹(A4)팔면체의 격자점(적어도 세개의 선이 각도를 이루면서 만나는 점, 꼭지점)에 배치된 6개의 제1 센서 그룹(A1)과,
상기 4개의 센서 그룹(A, A2, A3, A4)으로 조합된 50개의 격자점은 모든 방향에서 보았을 때 대칭을 이루도록 단일한 구표면에 조합 배치되고,
상기 제1 센서 그룹(A1)의 격자점 중 광학 카메라가 위치하는 상부 꼭지점 위치와 받침대가 위치하는 하부 꼭지점 위치에 음향 센서가 제거되어, 총 48개의 음향 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 구조 개선된 마이크로폰 구형 배열 어레이를 갖는 전방향 음향 신호 습득장치.
In the omnidirectional acoustic signal acquisition apparatus,
Six first sensor groups A1 arranged at lattice points of the octahedron (points where at least three lines meet at an angle, vertices)
Twelve second sensor groups A2 arranged at six octahedral grid points,
Eight third sensor groups A3 disposed at vertexes of the cube,
Six first sensor groups A1 arranged at the lattice points (at least three points where the at least three lines meet at the angles, the vertexes) of the 24th fourth sensor group (A4) octahedron arranged at the inflated octahedron vertices,
50 grid points combined with the four sensor groups (A, A2, A3, A4) are disposed in combination on a single spherical surface so as to be symmetrical when viewed from all directions,
The acoustic sensor is removed from the lattice points of the first sensor group A1 at an upper vertex position where the optical camera is located and at a lower vertex position where the pedestal is located, and a total of 48 acoustic sensors are provided. (EN) The omnidirectional acoustic signal acquisition device having a structure improved microphone sphere array.
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