KR20180049395A - Method and Apparatus for Diagnosing Sound Source via Measurements of Micro-vibrations of Objects Using Multi-beams of Invisible Infra-red Ray Laser and Infra-Red Camera - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 실시예들은 비가시광 적외선 다점 레이저빔과 적외선 카메라 영상기반 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 비가시광 적외선 다점 레이저빔을 피진동체에 조사하여 피관찰 물체에 반사된 패턴을 영상화하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 및 장치에 관한 것이다. The following embodiments relate to a method and an apparatus for diagnosing a sound source by measuring three-dimensional micro-vibration of an object based on an invisible light infrared multi-point laser beam and an infrared camera. More particularly, the present invention relates to a method and an apparatus for diagnosing a sound source by measuring a three-dimensional micro-vibration of an object irradiating a non-visible light infra-red multipoint laser beam to a pivot body and imaging a pattern reflected on the object.
일반적으로 도청을 위해 유무선 송신장치 및 수신장치를 이용하여 음성신호를 수신 받아 도청을 한다. 이 경우 도청하고자 하는 실내에 유무선 송신장치를 설치하여야 하므로 도청하고자 하는 자의 입장에서는 설치상의 어려움이 있다. Generally, a wired / wireless transmitting apparatus and a receiving apparatus are used to receive and eavesdrop a voice signal for eavesdropping. In this case, since it is necessary to install a wired / wireless transmission device in a room to be eavesdropped, it is difficult to install the device in the position of a person who wants to eavesdrop.
또한 음파로 인해 발생되는 창문의 미세 진동을 원격에서 적외선 레이저로 측정하여 도청하는 방법이 제시되고 있다. In addition, there is proposed a method of measuring a minute vibration of a window caused by a sound wave by remote infrared laser and tapping it.
종래의 물체의 미세진동 특징은 물체 표면상의 좌우, 상하로 진동되는 x, y 좌표방향의 진동과, 물체표면의 수직방향 진동(z방향)을 포함하고 있다. 카메라 영상을 이용한 현재까지의 미세진동 측정 방식은 카메라 영상의 특성상 x, y 좌표 방향의 진동만 인식할 수 있었다. The micro vibration characteristics of a conventional object include vibrations in the x and y coordinate directions that are oscillated right and left and up and down on the surface of the object, and vertical vibration (z direction) of the object surface. The micro vibration measurement method up to the present using the camera image was able to recognize only the vibration in the x and y coordinate directions due to the characteristics of the camera image.
한국공개특허 10-2008-0042666호는 이러한 광-열 에너지 변환을 이용한 레이저광선 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 레이저광선에 의해 발생되는 열을 감지하여 도청여부를 판단하는 기술을 기재하고 있다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0042666 relates to an apparatus and method for detecting a laser beam using such a photo-thermal energy conversion and describes a technique for detecting heat generated by a laser beam to determine whether or not it is tapped.
실시예들은 비가시광 적외선 다점 레이저빔과 적외선 카메라 영상기반 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 및 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 비가시광 적외선 다점 레이저빔을 피진동체에 조사하여 피관찰 물체에 반사된 패턴을 영상화하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 기술을 제공한다. Embodiments describe a method and an apparatus for diagnosing a sound source by measuring a three-dimensional micro-vibration of an object based on an invisible light infrared multi-point laser beam and an infrared camera image. More specifically, a nonvisible infrared multi- Provided is a sound source diagnostic technique by measuring three-dimensional micro-vibration of an object that images a pattern reflected on an object.
실시예들은 피진동체의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 3점 이상 조사하여 피관찰 물체의 표면에 반사되어 나타나는 삼각형의 면적 또는 점간의 거리비의 패턴 정보를 통해 z축 정보를 획득함으로써, 3차원 미세진동의 움직임을 확인하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 및 장치를 제공하는데 있다. The embodiments are directed to irradiate at least three infrared laser beams, which are invisible rays toward the surface of the pivot body, to acquire z-axis information through the pattern information of the area ratio of the triangle or the distance between points reflected on the surface of the object to be observed Dimensional microvibration measurement of an object that confirms the movement of three-dimensional microvibration.
실시예들은 비가시광의 적외선 레이저빔(3개 이상)을 접목시켜 물체 표면의 수직방향 진동(z 방향)을 정량적으로 평가할 수 있고, 음원(소리)에 의하여 발생하는 물체진동의 특성을 정량화한 다음, 이를 인공신경망에 학습시킴으로써 음원(소리)의 특성을 재구성 또는 진단하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 및 장치를 제공하는데 있다. Embodiments can qualitatively evaluate the vertical vibration (z direction) of the surface of an object by grafting infrared laser beams (three or more) of invisible light, characterize the object vibration caused by the sound source (sound) And a method and an apparatus for diagnosing a sound source by measuring three-dimensional micro-vibration of an object that reconstructs or diagnoses characteristics of a sound source (sound) by learning it in an artificial neural network.
일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법은, 음원이 발생됨에 따라 피진동체가 가진되는 단계; 상기 피진동체의 표면을 향하여 적외선 레이저빔을 조사하는 단계; 상기 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 피관찰 물체에 나타나는 단계; 및 카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of diagnosing a sound source by measuring three-dimensional microvibration of an object, the method comprising: exciting a pit body as the sound source is generated; Irradiating an infrared laser beam toward a surface of the pivot body; The pattern generated by the infrared laser beam reflected by the fine vibration of the surface of the pivot body is magnified and appears on an object to be observed; And imaging the pattern generated by the infrared laser beam appearing on the observed object using a camera.
상기 피진동체의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 조사하는 단계는, 상기 피진동체의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 3점 이상 조사할 수 있다. The step of irradiating the infrared laser beam which is an invisible ray toward the surface of the pivotal body may irradiate at least three infrared laser beams which are invisible rays toward the surface of the pivotal body.
상기 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 피관찰 물체에 나타나는 단계는, 3차원 미세진동의 측정이 가능하도록 상기 피진동체의 표면에 z축 방향으로의 미세진동이 상기 피관찰 물체의 표면에 레이저빔이 생성해 내는 패턴으로 나타날 수 있다. Wherein the step of exposing the pattern generated by the infrared laser beam reflected by the fine vibration on the surface of the pivotal body to appear on the object to be observed comprises the steps of moving the surface of the pivotal body in the z- May appear as a pattern generated by the laser beam on the surface of the observed object.
상기 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 피관찰 물체에 나타나는 단계는, 상기 피관찰 물체의 표면에 3점 이상의 상기 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 또는 점간의 거리비의 정보가 패턴으로 나타날 수 있다. Wherein the step of exposing the pattern generated by the infrared laser beam reflected by the fine vibration of the surface of the pivot body to appear on an object to be observed comprises the steps of forming a polygonal The information of the area ratio or the distance ratio between the points may appear as a pattern.
상기 카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 단계는, 적외선 필터를 장착한 고속 카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 변화하는 미세 진동량에 따른 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화할 수 있다. Wherein the step of imaging the pattern generated by the infrared laser beam appearing on the object using the camera comprises the steps of: using a high-speed camera equipped with an infrared filter, It is possible to image the pattern generated by the infrared laser beam.
상기 카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 단계는, 상기 카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하며, 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴으로부터 3점이 형성하는 삼각형의 면적이 큰 경우 미세진동의 움직임이 크고, 삼각형의 면적이 작은 경우 미세진동의 움직임이 작은 것의 패턴을 통해 z축 정보를 획득하여 3차원 미세진동의 움직임을 확인할 수 있다. Wherein the step of imaging the pattern generated by the infrared laser beam displayed on the object using the camera images the pattern generated by the infrared laser beam appearing on the object to be observed using the camera, When the area of the triangle formed by the three points from the pattern generated by the infrared laser beam is large, the z-axis information is acquired through the pattern of small movement of the fine vibration when the movement of the fine vibration is large and the area of the triangle is small. The movement of the dimensionally fine vibration can be confirmed.
상기 카메라에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 상기 적외선 레이저빔으로 구성되는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시키는 단계; 및 학습된 상기 인공신경망을 이용하여 음원을 진단하는 단계를 더 포함할 수 있다. Performing digital image processing on an image acquired by the camera to learn pattern information composed of the infrared laser beam on an artificial neural network; And diagnosing the sound source using the learned artificial neural network.
상기 카메라에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 상기 적외선 레이저빔으로 구성되는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시키는 단계는, 3점 이상의 상기 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 또는 점간의 거리비의 정보를 음원에 따라 상기 인공신경망에 학습시킬 수 있다. The step of performing digital image processing on the image obtained by the camera and learning the pattern information composed of the infrared laser beam in the artificial neural network may include obtaining information on the area ratio of the polygon formed by the infrared laser beams of three points or more, And can learn the artificial neural network according to a sound source.
다른 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치는, 음원이 발생됨에 따라 가진되는 피진동체; 상기 피진동체의 표면을 향하여 적외선 레이저빔을 조사하는 적외선 레이저; 상기 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 나타나는 피관찰 물체; 및 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 카메라를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for diagnosing a sound source by measuring three-dimensional microvibration of an object, the apparatus comprising: a pivotal body excited when a sound source is generated; An infrared laser for irradiating an infrared laser beam toward the surface of the body; An object to be observed in which a pattern generated by the infrared laser beam reflected by the fine vibration of the surface of the body is enlarged; And a camera for imaging a pattern generated by the infrared laser beam appearing on the object to be observed.
상기 적외선 레이저는, 상기 피진동체의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 3점 이상 조사할 수 있다. The infrared laser can irradiate three or more infrared laser beams that are invisible rays toward the surface of the pivotal body.
상기 피관찰 물체는, 3차원 미세진동의 측정이 가능하도록 상기 피진동체의 표면에 z축 방향으로의 미세진동이 패턴으로 나타날 수 있다. The object to be observed may exhibit fine vibration in the z-axis direction on the surface of the pivotal body so as to enable measurement of three-dimensional microvibration.
상기 피관찰 물체는, 표면에 3점 이상의 상기 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 또는 점간의 거리비의 정보가 패턴으로 나타날 수 있다. The information on the area or the distance ratio between points of the polygon formed by the infrared laser beam at three or more points on the surface of the observed object may be represented by a pattern.
상기 카메라는, 상기 피관찰 물체에 나타나는 변화하는 미세 진동량에 따른 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 적외선 필터를 장착한 고속 카메라일 수 있다. The camera may be a high-speed camera equipped with an infrared ray filter for imaging a pattern generated by the infrared laser beam in accordance with the amount of minute vibration that appears on the object to be observed.
상기 카메라는, 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하며, 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴으로부터 3점이 형성하는 삼각형의 면적이 큰 경우 미세진동의 움직임이 크고, 삼각형의 면적이 작은 경우 미세진동의 움직임이 작은 것의 패턴을 통해 z축 정보를 획득하여 3차원 미세진동의 움직임을 확인할 수 있다. Wherein the camera images a pattern generated by the infrared laser beam appearing on the object to be observed and when the area of the triangle formed by the three points from the pattern generated by the infrared laser beam is large, If the area of the triangle is small, the movement of the three-dimensional microvibration can be confirmed by acquiring the z-axis information through the pattern of the small movement of the fine vibration.
상기 카메라에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 상기 적외선 레이저빔으로 구성되는 패턴 정보를 학습하여 학습된 상기 패턴 정보를 바탕으로 음원을 진단하는 인공신경망을 더 포함할 수 있다. And an artificial neural network for diagnosing a sound source on the basis of the learned pattern information by learning pattern information composed of the infrared laser beam by digital image processing of an image acquired by the camera.
상기 인공신경망은, 3점 이상의 상기 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 또는 점간의 거리비의 패턴 정보가 음원에 따라 학습될 수 있다. The artificial neural network can learn the pattern information of the area ratio of the polygon formed by the infrared laser beam having three or more points or the distance ratio between the points according to the sound source.
실시예들에 따르면 피진동체의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 3점 이상 조사하여 피관찰 물체의 표면에 반사되어 나타나는 삼각형의 면적 또는 점간의 거리비의 패턴 정보를 통해 z축 정보를 획득함으로써, 3차원 미세진동의 움직임을 확인하여 용이하게 음성을 확인하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 및 장치를 제공할 수 있다. According to the embodiments, at least three infrared laser beams, which are invisible rays toward the surface of the pivot body, are irradiated and the z-axis information is obtained through the pattern information of the area ratio of the triangle or the distance between the points reflected on the surface of the object to be observed Dimensional microvibration measurement of an object by confirming the movement of the three-dimensional microvibration and easily confirming the voice can be provided.
실시예들에 따르면 비가시광 적외선 다점 레이저빔을 피진동체에 조사하여 피관찰 물체에 반사된 패턴을 카메라를 이용하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 적외선 레이저빔으로 구성되는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시켜 학습된 패턴 정보를 바탕으로 인공신경망에서 음원을 진단하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 및 장치를 제공할 수 있다.According to the embodiments, the non-visible light infrared multi-point laser beam is irradiated to the pivot body to acquire an image using a camera reflected by the object to be observed, and the acquired image is subjected to digital image processing to generate pattern information And a method and apparatus for diagnosing a sound source by measuring three-dimensional microvibration of an object that diagnoses a sound source in an artificial neural network based on the learned pattern information by learning the artificial neural network.
또한, 실시예들에 따르면 적외선 레이저빔을 이용하여 도청을 용이하게 할 수 있을 뿐 아니라, 도청을 감지하는 행위가 타인에게 인식되지 않도록 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 및 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to embodiments, a method and an apparatus for diagnosing a sound source by three-dimensional micro-vibration measurement of an object, which can facilitate eavesdropping using an infrared laser beam and prevent an act of detecting eavesdropping from being recognized by others .
도 1은 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 z축 방향의 미세진동을 확대하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 z축 방향의 미세 진동량에 따른 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 인공신경망으로 적외선 레이저빔의 좌표와 음원의 특성을 학습시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a schematic view for explaining a sound source diagnostic apparatus by measuring three-dimensional microvibration of an object according to an embodiment.
Fig. 2 is a view for explaining a method of enlarging the micro vibration in the z-axis direction according to one embodiment.
3 is a diagram for explaining a pattern change generated by the infrared laser beam according to the amount of microvibration in the z-axis direction according to an embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of learning coordinates of an infrared laser beam and characteristics of a sound source with an artificial neural network according to an embodiment.
5 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a sound source by measuring three-dimensional microvibration of an object according to an embodiment.
6 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a sound source by measuring three-dimensional microvibration of an object according to another embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.
아래의 실시예들은 3차원의 카메라 영상 기반의 미세진동을 감지하는 방법과 감지된 미세진동을 기반으로 진동원에 해당되는 음원에 대한 진단 또는 평가를 하는 방법에 관한 것이다. The following embodiments relate to a method of detecting a micro-vibration based on a three-dimensional camera image and a method of diagnosing or evaluating a sound source corresponding to a vibration source based on the detected micro-vibration.
실시예들에 따르면 비가시광의 적외선 레이저빔(3개 이상)을 접목시켜 물체 표면의 수직방향 진동(z축 방향)을 정량적으로 평가할 수 있고, 음원(소리)에 의하여 발생하는 물체진동의 특성을 정량화한 다음, 이를 인공신경망에 학습시킴으로써 음원(소리)의 특성을 재구성 또는 진단하는 방법을 제공할 수 있다.
According to the embodiments, it is possible to quantitatively evaluate the vertical vibration (z-axis direction) of the surface of the object by grafting infrared laser beams (three or more) of non-visible light and to characterize the object vibration caused by the sound source (Sound) by reconstructing the sound source and then learning it in the artificial neural network.
도 1은 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 1 is a schematic view for explaining a sound source diagnostic apparatus by measuring three-dimensional microvibration of an object according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치(100)는 피진동체(120), 적외선 레이저(130), 피관찰 물체(140) 및 카메라(150)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치(100)는 실시예에 따라 인공신경망을 더 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, a sound source
피진동체(120)는 음원(소리)(110)이 발생하는 장소와 가까운 곳에 위치하는 막 등으로 이루어지며 음원(110)이 발생됨에 따라 가진될 수 있다. The
예컨대 피진동체(120)는 스피커의 진동판 등이 될 수 있으며, 음원(110)이 발생되면 스피커의 엷은 진동판이 미세하게 진동하게 된다. 또한, 피진동체(120)는 별도로 형성되는 막 등의 진동판으로 이루어질 수 있다. For example, the
이러한 피진동체(120)의 미세 진동은 매우 작은 떨림이므로 눈에 잘 보이지 않으며 카메라(150)를 이용하여 진동 영상을 획득하기 어렵다. 이에, 적외선 레이저빔을 피진동체(120)에 조사하여 제3의 장소에서 반사되어 확대된 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 통해 미세한 진동 영상을 획득할 수 있다. Since the fine vibration of the
피진동체(120)는 적외선 레이저빔이 조사되는 경우 제3의 장소인 피관찰 물체(140)로 반사될 수 있다. 이때, 반사되는 적외선 레이저빔은 확대되므로 카메라(150)를 통해 미세한 진동 영상을 획득할 수 있다. The
적외선 레이저(130)는 피진동체(120)의 표면을 향하여 적외선 레이저빔을 조사할 수 있다. The
이러한 적외선 레이저(130)는 피진동체(120)의 표면을 향하여 사람의 눈에 보이지 않는 비가시광선인 적외선 레이저빔을 조사할 수 있으며, 3점 이상의 적외선 레이저빔을 조사할 수 있다. The
일반적으로 피진동체(120)는 x, y, z축 방향으로의 진동이 있으나 z축 방향의 진동은 미미하여 감지가 어렵다. 이에, 적외선 레이저(130)가 3점 이상의 적외선 레이저빔을 조사하는 경우 피진동체(120) 표면의 z축 방향으로의 미세진동을 확인할 수 있어 3차원적인 미세진동을 측정할 수 있다. In general, the
피관찰 물체(140)는 피진동체(120)로 조사된 적외선 레이저빔이 피진동체(120) 표면의 미세진동에 의하여 반사되면서 확대되어 나타날 수 있다. 즉, 피관찰 물체(140)는 피진동체(120)의 표면에 z축 방향으로의 미세진동이 패턴으로 나타나게 되어 3차원 미세진동의 측정이 가능하다. The object to be observed 140 may be enlarged while reflecting the infrared laser beam irradiated to the
예컨대 피관찰 물체(140)는 종이, 판, 컵 등의 물체가 될 수 있으며, 피진동체(120)에서 반사된 적외선 레이저빔이 확대되어 나타날 수 있는 대상이면 가능하다. For example, the object to be observed 140 may be an object such as a paper, a plate, a cup, or the like, and may be an object that can reflect an infra-red laser beam reflected from the
이러한 피관찰 물체(140)는 3점 이상의 적외선 레이저빔이 조사되는 경우 표면에 3점 이상의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 정보가 패턴으로 나타날 수 있다. 예를 들어, 피관찰 물체(140)는 3점의 적외선 레이저빔이 조사되는 경우 표면에 3점의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 삼각형의 면적 정보가 패턴으로 나타날 수 있다.When the object to be observed 140 is irradiated with three or more infrared laser beams, the area information of the polygon formed by three or more infrared laser beams on the surface may appear as a pattern. For example, when the object to be observed 140 is irradiated with three infrared laser beams, the area information of the triangle formed by three infrared laser beams on the surface may appear as a pattern.
또한, 피관찰 물체(140)는 3점 이상의 적외선 레이저빔이 조사되는 경우 표면에 3점 이상의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 점간의 거리비의 정보가 패턴으로 나타날 수도 있다. When the object to be observed 140 is irradiated with three or more infrared laser beams, information on the distance between the points formed by three or more infrared laser beams on the surface may appear as a pattern.
카메라(150)는 피관찰 물체(140)에 나타나는 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화할 수 있다. The
더 구체적으로, 카메라(150)는 적외선 필터를 장착한 고속 카메라(150)로 이루어져 피관찰 물체(140)에 나타나는 변화하는 미세 진동량에 따른 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화할 수 있다. 예를 들어 카메라(150)의 앞에 적외선만 감지하는 필터를 장착하여 사용할 수 있다. More specifically, the
더욱이, 카메라(150)는 피관찰 물체(140)에 나타나는 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하며, 적외선 레이저빔의 패턴으로부터 3점이 형성하는 삼각형의 면적이 큰 경우 미세진동의 움직임이 크고, 삼각형의 면적이 작은 경우 미세진동의 움직임이 작은 것의 패턴을 통해 z축 정보를 획득하여 3차원 미세진동의 움직임을 확인할 수 있다. Further, the
이와 같이, 실시예들에 따르면 피진동체(120)의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 3점 이상 조사하여 피관찰 물체(140)의 표면에 반사되어 나타나는 삼각형의 면적 또는 점간의 거리비의 패턴 정보를 통해 z축 정보를 획득함으로써, 3차원 미세진동의 움직임을 확인하여 용이하게 음성을 확인할 수 있다. As described above, according to the embodiments, the infrared laser beam, which is an invisible ray toward the surface of the
또한, 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치(100)는 실시예에 따라 인공신경망을 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the sound source
인공신경망은 카메라(150)에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 적외선 레이저빔으로 구성되는 패턴 정보를 학습하여 학습된 패턴 정보를 바탕으로 음원(110)을 진단할 수 있다. The artificial neural network can diagnose the
이러한 인공신경망은 3점 이상의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적의 패턴 정보가 음원(110)에 따라 학습될 수 있다. In this artificial neural network, pattern information of the area of a polygon formed by three or more infrared laser beams can be learned according to the
또한, 인공신경망은 3점 이상의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 점간의 거리비의 패턴 정보가 음원(110)에 따라 학습될 수도 있다. Also, the artificial neural network may learn the pattern information of the distance ratios formed by the infrared laser beams of three or more points according to the
실시예들에 따르면 비가시광 적외선 다점 레이저빔을 피진동체(120)에 조사하여 피관찰 물체(140)에 반사된 패턴을 카메라(150)를 이용하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 적외선 레이저빔으로 구성되는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시켜 학습된 패턴 정보를 바탕으로 인공신경망에서 음원(110)을 진단할 수 있다.According to the embodiments, the non-visible light infrared multi-point laser beam is irradiated to the
더욱이, 도청 시 원거리의 창문 등을 통해 실내의 종이 및 컵 등의 물체의 진동을 확인하여 3차원 미세진동에 의한 영상을 획득함으로써 용이하게 도청을 할 수 있다.
Furthermore, it is possible to confirm the vibration of an object such as a paper and a cup through a window at a remote place during tapping, and acquire an image by three-dimensional micro-vibration, thereby easily tapping.
도 2는 일 실시예에 따른 z축 방향의 미세진동을 확대하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. Fig. 2 is a view for explaining a method of enlarging the micro vibration in the z-axis direction according to one embodiment.
도 2를 참조하면, 음원에 의하여 가진되는 피진동체(220)의 표면을 향하여 사람의 눈에 보이지 않는 비가시광선의 적외선 레이저빔(3점 이상)(230)을 조사하면, 피진동체(220) 표면의 아주 미세한 진동에 의하여 반사된 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴(233)이 확대되어 피관찰 물체(240)에 나타나게 된다. 즉, 피진동체(220)의 미세한 3차원적 미세 진동이 피관찰 물체(240)에 나타나게 된다. 2, when the
피진동체(220) 표면의 수직방향(z축 방향)으로의 미세 진동(이동량)(231, 232)은 피관찰 물체(240)의 표면에 패턴(233)으로 나타나게 된다. The minute vibrations (movement amounts) 231 and 232 in the vertical direction (z-axis direction) of the surface of the
시시각각으로 변화하는 미세 진동량은 시시각각으로 나타나는 레이저빔이 생성해 내는 패턴(233)으로 나타나게 되는데, 이 패턴을 적외선 필터를 장착한 고속 카메라로 영상화할 수 있다. The amount of minute vibration varying instantaneously appears as a
더욱이, 카메라 영상을 디지털영상 처리에 의하여 적외선 레이저빔(3점 이상)이 생성해 내는 패턴의 정보를 인공신경망에 음원에 따라 학습시킨 다음, 음원을 진단할 수 있다. Furthermore, it is possible to diagnose the sound source after learning the information of the pattern generated by the infrared laser beam (more than three points) by the digital image processing in the camera image according to the sound source in the artificial neural network.
예를 들어, 적외선 레이저빔이 3점 조사된 경우 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴의 정보는 삼각형의 면적 또는 3점간의 거리비의 정보가 될 수 있다. 다른 예로, 적외선 레이저빔이 N점 조사되는 경우 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴의 정보는 N점이 형성해 내는 도형의 기하학적 정보가 될 수 있다. 이때, N은 조사되는 적외선 레이저빔의 수로, 자연수 중 선택될 수 있다.
For example, when the infrared laser beam is irradiated at three points, the information of the pattern generated by the infrared laser beam may be the information of the area of the triangle or the distance ratio between the three points. As another example, when the infrared laser beam is N-point irradiated, the information of the pattern generated by the infrared laser beam may be the geometric information of the figure formed by the N-point. At this time, N is the number of infrared laser beams to be irradiated, and can be selected from a natural number.
도 3은 일 실시예에 따른 z축 방향의 미세 진동량에 따른 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 변화를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining a pattern change generated by the infrared laser beam according to the amount of microvibration in the z-axis direction according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 z축 방향의 미세 진동량에 따른 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 변화를 나타내는 것으로, 카메라를 이용하여 피관찰 물체에 나타나는 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하며, 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴으로부터 3점이 형성하는 삼각형의 면적이 큰 경우 미세진동의 움직임이 크고, 삼각형의 면적이 작은 경우 미세진동의 움직임이 작은 것의 패턴을 통해 z축 정보를 획득하여 3차원 미세진동의 움직임을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, there is shown a pattern change generated by an infrared laser beam according to an amount of micro vibration in the z-axis direction according to an embodiment. The pattern is a pattern generated by an infrared laser beam appearing on an object to be observed using a camera When the area of the triangle formed by the three points from the pattern generated by the infrared laser beam is large, the movement of the fine vibration is large. When the area of the triangle is small, the z- And the movement of the three-dimensional microvibration can be confirmed.
이와 같이 적외선 레이저빔으로부터 3점 이상 조사되는 경우 피관찰 물체에 나타나는 반사되어 확대된 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하여 면적의 크기를 통해 미세진동을 움직임을 확인함으로써 음원을 진단할 수 있다. In this way, when three or more points are irradiated from the infrared laser beam, it is possible to diagnose the sound source by imaging the pattern generated by the reflected and enlarged infrared laser beam appearing on the observed object and confirming the movement of the micro vibration through the size of the area .
도 3에 도시된 바와 같이, z축 방향의 미세 진동량에 따른 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 변화가 3개 나타나는 경우를 예를 들어 더 구체적으로 설명한다. As shown in Fig. 3, a case in which three patterns of pattern changes generated by the infrared laser beam according to the amount of micro vibration in the z-axis direction appears will be described in more detail, for example.
z축 방향 미세 진동량이 최소일 경우 피관찰 물체의 표면상의 패턴(310)은 3점에 의해 형성되는 삼각형의 면적이 가장 작다. 이 경우, 미세 진동이 가장 작은 것으로 앞쪽의 가까운 곳에서 움직이는 것이다. When the z-axis direction minute vibration amount is minimum, the
그리고, z축 방향 미세 진동량이 최대일 경우 피관찰 물체의 표면상의 패턴(330)은 3점에 의해 형성되는 삼각형의 면적이 가장 크다. 이 경우, 미세 진동이 가장 큰 것으로 뒤쪽의 먼 곳에서 움직이는 것이다. When the z-axis direction micro vibration amount is the maximum, the
또한, z축 방향 미세 진동량이 중간 정도일 경우 피관찰 물체의 표면상의 패턴(320)은 3점에 의해 형성되는 삼각형의 면적이 중간 크기이다. 이 경우, 미세 진동이 중간 정도로 움직이는 것으로, z축 방향 미세 진동량이 최소일 경우 피관찰 물체의 표면상의 패턴(310)과 z축 방향 미세 진동량이 최대일 경우 피관찰 물체의 표면상의 패턴(330)의 사이에서 움직이는 것이다. When the z-axis direction minute vibration amount is medium, the area of the triangle formed by the three points of the
또한, 적외선 레이저빔으로부터 3점 이상 조사되는 경우, 다점(3점 이상)이 형성하는 다각형의 면적이 큰 경우 미세진동의 움직임이 크고, 다각형의 면적이 작은 경우 미세진동의 움직임이 작은 것의 패턴을 통해 z축 정보를 획득하여 3차원 미세진동의 움직임을 확인할 수 있다.
Further, in the case of irradiating three or more points from the infrared laser beam, when the area of the polygon formed by the multipoints (three or more points) is large, the movement of the microvibration is large, and when the area of the polygon is small, And the movement of the three-dimensional microvibration can be confirmed by acquiring z-axis information.
도 4는 일 실시예에 따른 인공신경망으로 적외선 레이저빔의 좌표와 음원의 특성을 학습시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a diagram for explaining a method of learning coordinates of an infrared laser beam and characteristics of a sound source with an artificial neural network according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 카메라에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 적외선 레이저빔으로 구성되는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시킨 후, 학습된 패턴 정보를 바탕으로 음원을 진단할 수 있다. Referring to FIG. 4, an image obtained by a camera is digitally processed, and pattern information composed of an infrared laser beam is learned in an artificial neural network. Then, a sound source can be diagnosed based on the learned pattern information.
이러한 인공신경망은 3점 이상의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적의 패턴 정보가 음원에 따라 학습될 수 있다. In this artificial neural network, pattern information of an area of a polygon formed by three or more infrared laser beams can be learned according to a sound source.
또한, 인공신경망은 표면에 3점 이상의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 점간의 거리비의 패턴 정보가 음원에 따라 학습될 수도 있다. In addition, the artificial neural network may learn the pattern information of the distance ratios between points constituted by three or more infrared laser beams on the surface according to the sound sources.
여기에서, 3점의 적외선 레이저빔이 조사된 경우를 하나의 예를 들어 더 구체적으로 설명한다. Here, the case where three infrared laser beams are irradiated will be described in more detail by way of an example.
인공신경망은 xy 좌표계를 나타내는 것으로, 한 점이 xy 좌표를 나타낼 수 있으며 진동에 의해 이동하는 총 6개의 xy 좌표 정보를 이용하여 진동에 의해 변하는 패턴을 기억할 수 있다. 이와 같이 인공신경망은 진폭에 따른 진동 패턴을 기억하여 새로운 진동을 진단할 수 있다. An artificial neural network represents an xy coordinate system. One point can represent an xy coordinate system, and a pattern that varies due to vibration can be stored using a total of six xy coordinate information moved by vibration. Thus, the artificial neural network can memorize the vibration pattern according to the amplitude and diagnose the new vibration.
도 5는 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 설명하기 위한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a sound source by measuring three-dimensional microvibration of an object according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법은 음원이 발생됨에 따라 피진동체가 가진되는 단계(510), 피진동체의 표면을 향하여 적외선 레이저빔을 조사하는 단계(520), 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 피관찰 물체에 나타나는 단계(530), 및 카메라를 이용하여 피관찰 물체에 나타나는 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 단계(540)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 5, a method of diagnosing a sound source by measuring three-dimensional microvibration of an object according to an embodiment includes a
실시예들에 따르면 비가시광의 적외선 레이저빔(3개 이상)을 접목시켜 물체 표면의 수직방향 진동(z축 방향)을 정량적으로 평가할 수 있고, 음원(소리)에 의하여 발생하는 물체 진동의 특성을 정량화할 수 있다. 더욱이, 이를 인공신경망에 학습시킴으로써 음원(소리)의 특성을 재구성 또는 진단할 수 있다.
According to the embodiments, it is possible to quantitatively evaluate the vertical vibration (z-axis direction) of the surface of the object by grafting infrared laser beams (three or more) of non-visible light and to characterize the object vibration caused by the sound source Can be quantified. Furthermore, by learning this in the artificial neural network, the characteristics of the sound source (sound) can be reconstructed or diagnosed.
일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법은 도 1 내지 도 4에서 설명한 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치를 이용하여 더 구체적으로 설명할 수 있다. 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치는 피진동체, 적외선 레이저, 피관찰 물체 및 카메라를 포함하여 이루어질 수 있다.The method for diagnosing a sound source by measuring the three-dimensional micro-vibration of an object according to an embodiment will be described in more detail with reference to a sound source diagnostic apparatus by measuring three-dimensional micro-vibration of an object according to one embodiment shown in FIGS. 1 to 4 . An apparatus for diagnosing a sound source by three-dimensional microvibration measurement of an object according to an embodiment may include a pivot body, an infrared laser, an object to be observed, and a camera.
단계(510)에서, 피진동체는 음원(소리)이 발생하는 장소와 가까운 곳에 위치하는 막 등으로 이루어져 음원이 발생됨에 따라 가진될 수 있다. In
단계(520)에서, 적외선 레이저는 피진동체의 표면을 향하여 적외선 레이저빔을 조사할 수 있다. In
이러한 적외선 레이저는 피진동체의 표면을 향하여 사람의 눈에 보이지 않는 비가시광선인 적외선 레이저빔을 조사할 수 있으며, 3점 이상의 적외선 레이저빔을 조사할 수 있다. Such an infrared laser can irradiate an infrared laser beam, which is an invisible ray that is invisible to the human eye, toward the surface of the pivot body, and can irradiate infrared laser beams of three or more points.
단계(530)에서, 피관찰 물체는 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 피관찰 물체에 나타날 수 있다. In
이러한 피관찰 물체는 3점 이상의 적외선 레이저빔이 조사되는 경우 표면에 3점 이상의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 정보가 패턴으로 나타날 수 있다. 예를 들어, 피관찰 물체는 3점의 적외선 레이저빔이 조사되는 경우 표면에 3점의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 삼각형의 면적 정보가 패턴으로 나타날 수 있다.When the object to be observed is irradiated with three or more infrared laser beams, area information of the polygon formed by three or more infrared laser beams on the surface may appear as a pattern. For example, when an object to be observed is irradiated with three infrared laser beams, area information of a triangle formed by three infrared laser beams on the surface may appear as a pattern.
또한, 피관찰 물체는 3점 이상의 적외선 레이저빔이 조사되는 경우 표면에 3점 이상의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 점간의 거리비의 정보가 패턴으로 나타날 수도 있다. In addition, when the object to be observed is irradiated with three or more infrared laser beams, information on the distance ratio between points constituted by three or more infrared laser beams on the surface may appear as a pattern.
단계(540)에서, 카메라는 피관찰 물체에 나타나는 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화할 수 있다. In
더 구체적으로, 카메라는 적외선 필터를 장착한 고속 카메라로 이루어져 피관찰 물체에 나타나는 변화하는 미세 진동량에 따른 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화할 수 있다. 예를 들어 카메라의 앞에 적외선만 감지하는 필터를 장착하여 사용할 수 있다. More specifically, the camera is composed of a high-speed camera equipped with an infrared filter, and it can image a pattern generated by the infrared laser beam according to the amount of minute vibrations appearing on an object to be observed. For example, you can use a filter that detects only infrared rays in front of the camera.
더욱이, 카메라는 피관찰 물체에 나타나는 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하며, 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴으로부터 3점이 형성하는 삼각형의 면적이 큰 경우 미세진동의 움직임이 크고, 삼각형의 면적이 작은 경우 미세진동의 움직임이 작은 것의 패턴을 통해 z축 정보를 획득하여 3차원 미세진동의 움직임을 확인할 수 있다. Further, the camera images the pattern generated by the infrared laser beam appearing on the object to be observed. When the area of the triangle formed by the three points from the pattern generated by the infrared laser beam is large, the movement of the fine vibration is large, It is possible to confirm the movement of the three-dimensional microvibration by acquiring the z-axis information through the pattern of the small movement of the fine vibration.
실시예들에 따르면 피진동체의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 3점 이상 조사하여 피관찰 물체의 표면에 반사되어 나타나는 삼각형의 면적 또는 점간의 거리비의 패턴 정보를 통해 z축 정보를 획득함으로써, 3차원 미세진동의 움직임을 확인하여 용이하게 음성을 확인할 수 있다.
According to the embodiments, at least three infrared laser beams, which are invisible rays toward the surface of the pivot body, are irradiated and the z-axis information is obtained through the pattern information of the area ratio of the triangle or the distance between the points reflected on the surface of the object to be observed By confirming the movement of the three-dimensional fine vibration, it is possible to confirm the voice easily.
도 6은 다른 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a sound source by measuring three-dimensional microvibration of an object according to another embodiment.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법은 음원이 발생됨에 따라 피진동체가 가진되는 단계(610), 피진동체의 표면을 향하여 적외선 레이저빔을 조사하는 단계(620), 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 피관찰 물체에 나타나는 단계(630), 및 카메라를 이용하여 피관찰 물체에 나타나는 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 단계(640)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 6, a method for diagnosing a sound source by three-dimensional microvibration measurement of an object according to an embodiment includes a
그리고, 카메라에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시키는 단계(650), 및 학습된 인공신경망을 이용하여 음원을 진단하는 단계(660)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. A step (650) of learning the pattern information generated by the infrared laser beam in the artificial neural network by digital image processing of the image acquired by the camera, and a step (660) of diagnosing the sound source using the learned artificial neural network .
다른 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법은 도 1 내지 도 4에서 설명한 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치를 이용하여 더 구체적으로 설명할 수 있다. 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치는 피진동체, 적외선 레이저, 피관찰 물체 및 카메라를 포함하여 이루어질 수 있고, 실시예에 따라 인공신경망을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 다른 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법은 도 5에서 설명한 일 실시예에 따른 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법과 중복되므로 중복되는 구성을 제외하고 간단히 설명하기로 한다. The method for diagnosing a sound source by measuring the three-dimensional microvibration of an object according to another embodiment will be described in more detail with reference to a sound source diagnostic apparatus by measuring three-dimensional microvibration of an object according to one embodiment described with reference to FIGS. 1 to 4 . An apparatus for diagnosing a sound source by three-dimensional microvibration measurement of an object according to an embodiment may include a pivot body, an infrared laser, an object to be observed, and a camera, and may further include an artificial neural network according to an embodiment. The method of diagnosing a sound source by measuring the three-dimensional micro-vibration of an object according to another embodiment of the present invention is the same as the method of diagnosing a sound source by measuring three-dimensional micro vibration of an object according to the embodiment described with reference to FIG. 5, I will explain.
단계(650)에서, 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치는 카메라에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시킬 수 있다. In
더 구체적으로, 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치는 3점 이상의 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 또는 점간의 거리비의 패턴 정보를 음원에 따라 인공신경망에 학습시킬 수 있다. More specifically, the sound source diagnostic apparatus by measuring the three-dimensional microvibration of an object can learn the pattern information of the area ratio of the polygon formed by the infrared laser beam of three or more points or the distance ratio between points to the artificial neural network according to the sound source.
예를 들어, 적외선 레이저빔이 3점 조사된 경우 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴의 정보는 삼각형의 면적 또는 3점간의 거리비의 정보가 될 수 있다. 다른 예로, 적외선 레이저빔이 N점 조사되는 경우 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴의 정보는 N점이 형성해 내는 도형의 기하학적 정보가 될 수 있다. 이때, N은 조사되는 적외선 레이저빔의 수로, 자연수 중 선택될 수 있다. For example, when the infrared laser beam is irradiated at three points, the information of the pattern generated by the infrared laser beam may be the information of the area of the triangle or the distance ratio between the three points. As another example, when the infrared laser beam is N-point irradiated, the information of the pattern generated by the infrared laser beam may be the geometric information of the figure formed by the N-point. At this time, N is the number of infrared laser beams to be irradiated, and can be selected from a natural number.
단계(660)에서, 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치는 학습된 인공신경망을 이용하여 음원을 진단할 수 있다. 즉, 인공신경망은 학습된 패턴 정보를 바탕으로 음원을 진단할 수 있다. In
실시예들에 따르면 비가시광 적외선 다점 레이저빔을 피진동체에 조사하여 피관찰 물체에 반사된 패턴을 카메라를 이용하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시킴으로써 학습된 패턴 정보를 바탕으로 인공신경망에서 음원을 진단할 수 있다.According to embodiments, a non-visible light infrared multi-point laser beam is irradiated on a pivot body to acquire an image using a camera reflected from an object to be observed, a digital image processing of the acquired image, and a pattern generated by the infrared laser beam By learning information on artificial neural networks, it is possible to diagnose sound sources in artificial neural networks based on learned pattern information.
또한, 실시예들에 따르면 원격 카메라를 이용하여 창문 등을 통해 진동 영상을 획득함으로써 적외선 레이저빔을 이용하여 도청을 용이하게 할 수 있을 뿐 아니라, 도청을 감지하는 행위가 타인에게 인식되지 않도록 할 수 있다. 이러한 도청은 국방 및 첩보 분야 등에서 사용될 수 있다.
In addition, according to the embodiments, it is possible to acquire a vibration image through a window or the like using a remote camera, thereby facilitating eavesdropping by using an infrared laser beam, and also preventing an act of detecting an eavesdropping have. This eavesdropping can be used in defense and intelligence.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, controller, arithmetic logic unit (ALU), digital signal processor, microcomputer, field programmable array (FPA) A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing apparatus may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be embodyed temporarily. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.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. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치
110: 음원
120: 피진동체
130: 적외선 레이저
140: 피관찰 물체
150: 카메라
100: Sound source diagnostic device by measuring three-dimensional micro vibration of object
110: Sound source
120: Pidazine body
130: Infrared laser
140: object to be observed
150: camera
Claims (16)
상기 피진동체의 표면을 향하여 적외선 레이저빔을 조사하는 단계;
상기 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 피관찰 물체에 나타나는 단계; 및
카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 단계
를 포함하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법.A step in which the pivotal body is excited as the sound source is generated;
Irradiating an infrared laser beam toward a surface of the pivot body;
The pattern generated by the infrared laser beam reflected by the fine vibration of the surface of the pivot body is magnified and appears on an object to be observed; And
A step of imaging a pattern generated by the infrared laser beam appearing on the object to be observed using a camera
Dimensional microvibration measurement of an object including a plurality of sound sources.
상기 피진동체의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 조사하는 단계는,
상기 피진동체의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 3점 이상 조사하는 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of irradiating an infrared laser beam, which is an invisible ray toward the surface of the body,
An infrared laser beam which is an invisible ray toward the surface of the above-mentioned pivoted body is irradiated at three or more points
Dimensional microvibration measurement of an object characterized by the three-dimensional microvibration measurement.
상기 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 피관찰 물체에 나타나는 단계는,
3차원 미세진동의 측정이 가능하도록 상기 피진동체의 표면에 z축 방향으로의 미세진동이 상기 피관찰 물체의 표면에 패턴으로 나타나는 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of exposing the pattern generated by the infrared laser beam reflected by the fine vibration of the surface of the pivot body to appear on an object to be observed,
The microvibration in the z-axis direction appears on the surface of the object to be observed on the surface of the object so that the measurement of the three-dimensional microvibration can be performed
Dimensional microvibration measurement of an object characterized by the three-dimensional microvibration measurement.
상기 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 피관찰 물체에 나타나는 단계는,
상기 피관찰 물체의 표면에 3점 이상의 상기 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 또는 점간의 거리비의 정보가 패턴으로 나타나는 것
를 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the step of exposing the pattern generated by the infrared laser beam reflected by the fine vibration of the surface of the pivot body to appear on an object to be observed,
The information of the area ratio of the polygon formed by the infrared laser beam at three or more points or the distance ratio between points on the surface of the object to be observed appears as a pattern
Dimensional microvibration measurement of an object.
상기 카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 단계는,
적외선 필터를 장착한 고속 카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 변화하는 미세 진동량에 따른 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of imaging the pattern generated by the infrared laser beam appearing on the observed object using the camera comprises the steps of:
Imaging a pattern generated by the infrared laser beam in accordance with the amount of minute vibration that appears on the object to be observed using a high-speed camera equipped with an infrared filter
Dimensional microvibration measurement of an object characterized by the three-dimensional microvibration measurement.
상기 카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 단계는,
상기 카메라를 이용하여 상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하며, 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴으로부터 3점이 형성하는 삼각형의 면적이 큰 경우 미세진동의 움직임이 크고, 삼각형의 면적이 작은 경우 미세진동의 움직임이 작은 것의 패턴을 통해 z축 정보를 획득하여 3차원 미세진동의 움직임을 확인하는 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the step of imaging the pattern generated by the infrared laser beam appearing on the observed object using the camera comprises the steps of:
Wherein when the area of the triangle formed by the three points from the pattern generated by the infrared laser beam is large, the movement of the fine vibration is large when the area of the triangle formed by the three points from the pattern generated by the infrared laser beam is large , And if the area of the triangle is small, the motion of the three-dimensional microvibration is confirmed by acquiring the z-axis information through the pattern of the small movement of the fine vibration
Dimensional microvibration measurement of an object characterized by the three-dimensional microvibration measurement.
상기 카메라에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시키는 단계; 및
학습된 상기 인공신경망을 이용하여 음원을 진단하는 단계
를 더 포함하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법.The method according to claim 1,
Processing digital image of the image acquired by the camera and learning pattern information generated by the infrared laser beam in an artificial neural network; And
A step of diagnosing a sound source using the learned artificial neural network
And measuring the three-dimensional microvibration of the object.
상기 카메라에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 정보를 인공신경망에 학습시키는 단계는,
3점 이상의 상기 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 또는 점간의 거리비의 정보를 음원에 따라 상기 인공신경망에 학습시키는 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 방법. 8. The method of claim 7,
The step of processing the pattern information generated by the infrared laser beam into the artificial neural network by performing digital image processing on the image obtained by the camera,
Information on the area ratio of the polygon formed by the infrared laser beam of three or more points or the distance ratio between the points is learned in the artificial neural network according to the sound source
Dimensional microvibration measurement of an object characterized by the three-dimensional microvibration measurement.
상기 피진동체의 표면을 향하여 적외선 레이저빔을 조사하는 적외선 레이저;
상기 피진동체 표면의 미세진동에 의하여 반사된 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴이 확대되어 나타나는 피관찰 물체; 및
상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 카메라
를 포함하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치.A pivotal body excited as a sound source is generated;
An infrared laser for irradiating an infrared laser beam toward the surface of the body;
An object to be observed in which a pattern generated by the infrared laser beam reflected by the fine vibration of the surface of the body is enlarged; And
A camera for imaging a pattern generated by the infrared laser beam appearing on the object to be observed,
Dimensional microvibration measurement of an object including a sound source.
상기 적외선 레이저는,
상기 피진동체의 표면을 향하여 비가시광선인 적외선 레이저빔을 3점 이상 조사하는 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the infrared laser comprises:
An infrared laser beam which is an invisible ray toward the surface of the above-mentioned pivoted body is irradiated at three or more points
Dimensional microvibration measurement of an object.
상기 피관찰 물체는,
3차원 미세진동의 측정이 가능하도록 상기 피진동체의 표면에 z축 방향으로의 미세진동이 패턴으로 나타나는 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치.10. The method of claim 9,
The object to be observed,
That the fine vibration in the z-axis direction appears on the surface of the above-mentioned pivoted body so as to enable the measurement of the three-dimensional fine vibration
Dimensional microvibration measurement of an object.
상기 피관찰 물체는,
표면에 3점 이상의 상기 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 또는 점간의 거리비의 정보가 패턴으로 나타나는 것
를 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치.11. The method of claim 10,
The object to be observed,
The area of the polygon formed by the infrared laser beam having three or more points on the surface or the information of the distance ratio between the points appears as a pattern
Wherein the three-dimensional microvibration measurement of the object is performed.
상기 카메라는,
상기 피관찰 물체에 나타나는 변화하는 미세 진동량에 따른 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하는 적외선 필터를 장착한 고속 카메라인 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치.10. The method of claim 9,
The camera comprises:
And a high-speed camera equipped with an infrared filter for imaging a pattern generated by the infrared laser beam in accordance with a varying amount of micro vibrations appearing on the observed object
Dimensional microvibration measurement of an object.
상기 카메라는,
상기 피관찰 물체에 나타나는 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴을 영상화하며, 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴으로부터 3점이 형성하는 삼각형의 면적이 큰 경우 미세진동의 움직임이 크고, 삼각형의 면적이 작은 경우 미세진동의 움직임이 작은 것의 패턴을 통해 z축 정보를 획득하여 3차원 미세진동의 움직임을 확인하는 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치.13. The method of claim 12,
The camera comprises:
And the area of the triangle formed by the three laser beams is larger than that of the pattern generated by the infrared laser beam, the movement of the fine vibration is large and the area of the triangle is larger than the area of the triangle To acquire z-axis information through a pattern of small motion of small vibration and to confirm movement of three-dimensional micro vibration
Dimensional microvibration measurement of an object.
상기 카메라에서 획득한 영상을 디지털영상 처리하여 상기 적외선 레이저빔이 생성해 내는 패턴 정보를 학습하여 학습된 상기 패턴 정보를 바탕으로 음원을 진단하는 인공신경망
을 더 포함하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치.10. The method of claim 9,
A digital image processing unit for digitally processing an image acquired by the camera, and learning pattern information generated by the infrared laser beam to learn an artificial neural network based on the learned pattern information,
Dimensional microvibration measurement of an object further comprising:
상기 인공신경망은,
3점 이상의 상기 적외선 레이저빔에 의해 구성된 다각형의 면적 또는 점간의 거리비의 패턴 정보가 음원에 따라 학습된 것
을 특징으로 하는 물체의 3차원 미세진동 측정에 의한 음원 진단 장치. 16. The method of claim 15,
The artificial neural network,
The pattern information of the area ratio of the polygon formed by three or more infrared laser beams or the distance ratio between the points is learned according to the sound source
Dimensional microvibration measurement of an object.
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|---|---|---|---|
| KR1020160144320A KR102058776B1 (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Method and Apparatus for Diagnosing Sound Source via Measurements of Micro-vibrations of Objects Using Multi-beams of Invisible Infra-red Ray Laser and Infra-Red Camera |
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