KR20200090462A

KR20200090462A - Apparatus and method for estimating space using sound source and microphone

Info

Publication number: KR20200090462A
Application number: KR1020190007524A
Authority: KR
Inventors: 최정우; 박수연
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2020-07-29
Also published as: KR102196388B1

Abstract

Disclosed are a space estimation apparatus using a sound source and a microphone and a method thereof. According to an embodiment, the space estimation method includes: a step in which a sound output from a sound source is reflected off a wall and reflected waves measured by a plurality of microphones are received; a step in which a first convex hull, that is a convex polygonal region, is generated based on the location of the sound source, the locations of the plurality of microphones, and the reflected waves; and a step in which a space, where the sound source is located, is estimated based on tangent lines of the convex hull.

Description

Spatial estimation device and method using sound source and microphone{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING SPACE USING SOUND SOURCE AND MICROPHONE}

아래 실시예들은 음원과 마이크로폰을 이용하는 공간 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The embodiments below relate to a spatial estimation apparatus and method using a sound source and a microphone.

소리가 음원(sound source)에서 출력되어 마이크로폰(microphone)에 수신되면 그 수신된 소리는 해당 공간의 정보를 포함한다. 특히, 충격 신호(impulse signal)가 음원으로부터 방사된 경우 마이크로폰이 수신한 실내 충격 응답(room impulse response)은 벽에 반사된 소리의 반사 경로 거리에 관한 정보를 가지고 있다.When sound is output from a sound source and received by a microphone, the received sound includes information of a corresponding space. In particular, when an impulse signal is emitted from a sound source, the room impulse response received by the microphone has information on the distance of the reflection path of the sound reflected on the wall.

최근 관련 분야에서는 실내 충격 응답으로부터 도출한 소리의 반사 경로 길이를 이용하여 공간의 구조를 추정하는 기술이 개발되고 있다.Recently, in a related field, a technique for estimating the structure of a space using a reflection path length of sound derived from an indoor shock response has been developed.

실시예들은 실내 충격 응답에 포함된 반사음에 기초하여 생성한 컨벡스 헐(convex hull)을 이용함으로써, 공간의 구조를 추정하는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a technique for estimating the structure of a space by using a convex hull generated based on the reflected sound included in the indoor shock response.

일 실시예에 따른 공간 추정 방법은, 음원(sound source)으로부터 출력된 소리가 벽에 반사되어 복수의 마이크로폰(microphone)에 의해 측정된 반사파들을 수신하는 단계와, 상기 음원의 위치, 상기 복수의 마이크로폰의 위치 및 상기 반사파들에 기초하여 볼록 다각형의 영역인 제1 컨벡스 헐(convex hull)을 생성하는 단계와, 상기 제1 컨벡스 헐의 접선들에 기초하여 상기 음원이 위치하는 공간을 추정하는 단계를 포함한다.A spatial estimation method according to an embodiment includes receiving sound waves reflected by a wall and outputting reflected waves measured by a plurality of microphones, the location of the sound sources, and the plurality of microphones Generating a first convex hull, which is an area of a convex polygon, based on the position and the reflected waves, and estimating a space in which the sound source is located based on tangent lines of the first convex hull. Includes.

상기 접선들은 상기 제1 컨벡스 헐의 꼭지점을 접점으로 하는 접선일 수 있다.The tangents may be tangents using a vertex of the first convex hull as a contact.

상기 생성하는 단계는, 상기 음원의 위치, 상기 복수의 마이크로폰의 위치 및 상기 반사파들에 기초하여 정의되는 궤적인 복수의 타원을 생성하는 단계와, 상기 복수의 타원을 모두 포함하는 영역인 상기 제1 컨벡스 헐을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating may include generating a plurality of trajectory ellipses defined based on the position of the sound source, the positions of the plurality of microphones, and the reflected waves, and the first that is an area including all of the plurality of ellipses. And generating a convex hull.

상기 복수의 타원을 생성하는 단계는, 상기 반사파들이 상기 복수의 마이크로폰 중에서 어느 하나에 의해 각각 측정되는 도래 시간(time of arrival)들을 계산하는 단계와, 상기 도래 시간들에 기초하여 상기 반사파들이 상기 복수의 마이크로폰 중에서 어느 하나에 도달하는 반사 거리들을 계산하는 단계와, 상기 복수의 마이크로폰 중에서 어느 하나의 위치 및 상기 음원의 위치를 각각의 초점으로 하고, 상기 음원에서부터 상기 어느 하나의 위치 까지의 반사 거리를 각각의 초점에서의 거리의 합으로 하는 상기 복수의 타원을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the plurality of ellipses includes: calculating a time of arrival in which the reflected waves are measured by any one of the plurality of microphones, and the reflected waves are based on the arrival times. Calculating reflection distances reaching any one of the microphones, and setting a reflection position from the sound source to the one position by setting a position of one of the plurality of microphones and a position of the sound source as a respective focus. And generating the plurality of ellipses that are the sum of the distances at each focal point.

상기 복수의 타원을 모두 포함하는 영역인 상기 제1 컨벡스 헐을 생성하는 단계는, 상기 복수의 타원을 이산화하여 점들로 생성하는 단계와, 상기 점들을 모두 포함하는 영역인 상기 제1 컨벡스 헐을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of generating the first convex hull which is an area including all of the plurality of ellipses includes: discretizing the plurality of ellipses to generate points, and generating the first convex hull which is an area including all the points. It may include the steps.

상기 추정하는 단계는, 상기 제1 컨벡스 헐의 꼭지점을 접점으로 하는 상기 복수의 타원의 공통 접선들을 생성하는 단계와, 상기 공통 접선들에 기초하여 상기 공간을 형성하는 벽을 추정하는 단계와, 상기 추정된 벽을 이용하여 상기 공간을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The estimating step includes: generating common tangents of the plurality of ellipses having a vertex of the first convex hull as a contact point, and estimating a wall forming the space based on the common tangents, and And estimating the space using the estimated wall.

상기 벽을 추정하는 단계는, 상기 공통 접선들의 각각의 접점에 대해 가상 음원(image source)을 설정하는 단계와, 상기 각각의 접점에 대해 상기 가상 음원의 위치와 상기 각각의 접점 생성의 기초가 된 마이크로폰의 위치의 가상 거리를 계산하는 단계와, 상기 음원의 위치와 상기 각각의 접점 생성의 기초가 된 마이크로폰의 위치의 실제 거리 및 상기 가상 거리가 일치하는지 여부에 따라 상기 공통 접선들을 벽으로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The estimating of the wall may include setting a virtual image source for each contact point of the common tangent lines, and the location of the virtual sound source point for each contact point and generating the respective contact points. Calculating the virtual distance of the location of the microphone, and estimating the common tangents as a wall according to whether the actual distance and the virtual distance of the location of the sound source and the location of the microphone on which each contact is created are matched It may include steps.

상기 공통 접선들을 벽으로 추정하는 단계는, 상기 가상 거리와 상기 실제 거리가 일치하는지 판단하는 단계와, 상기 가상 거리와 상기 실제 거리가 일치하는 경우 상기 공통 접선들을 벽으로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.Estimating the common tangents as a wall may include determining whether the virtual distance and the real distance match, and estimating the common tangents as a wall when the virtual distance and the real distance match. have.

상기 방법은 상기 복수의 타원 중에서 상기 제1 컨벡스 헐의 꼭지점을 포함하지 않는 제1 타원을 추출하는 단계와, 상기 제1 타원을 생성하는데 있어서 기초가 된 선행 반사파의 다음 순차로 측정된 후행 반사파에 기초하여 제2 타원을 생성하는 단계와, 상기 복수의 타원 중에서 상기 제1 타원을 제외한 나머지 타원들과 상기 제2 타원에 기초하여 제2 컨벡스 헐을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method comprises extracting a first ellipse that does not include the vertex of the first convex hull among the plurality of ellipses, and a subsequent reflected wave measured in the next order of the preceding reflected wave which is the basis for generating the first ellipse. The method may further include generating a second ellipse based on the second ellipse, and generating a second convex hull based on the second ellipse and the remaining ellipses other than the first ellipse among the plurality of ellipses.

상기 방법은 상기 제2 컨벡스 헐의 꼭지점들이 상기 공간의 외부에 모두 존재하는지 여부에 따라 상기 공간에 대한 추정을 완료하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include completing the estimation of the space according to whether vertices of the second convex hull are all outside the space.

상기 추정을 완료하는 단계는, 상기 꼭지점들이 모두 상기 공간의 외부에 존재하는지 판단하는 단계와, 상기 꼭지점들이 모두 상기 공간의 외부에 존재하는 경우 상기 공간에 대한 추정을 완료하는 단계를 포함할 수 있다.Completing the estimation may include determining whether all of the vertices are outside the space, and completing estimation of the space when the vertices are all outside the space. .

일 실시예에 따른 공간 추정 장치는, 음원(sound source)으로부터 출력된 소리가 벽에 반사되어 복수의 마이크로폰(microphone)에 의해 측정된 반사파들을 수신하는 수신기와, 상기 음원의 위치, 상기 복수의 마이크로폰의 위치 및 상기 반사파들에 기초하여 볼록 다각형의 영역인 제1 컨벡스 헐(convex hull)을 생성하고, 상기 제1 컨벡스 헐의 접선들에 기초하여 상기 음원이 위치하는 공간을 추정하는 신호 프로세서를 포함한다.A spatial estimation apparatus according to an embodiment includes a receiver for receiving reflected waves measured by a plurality of microphones by reflecting a sound output from a sound source on a wall, a position of the sound source, and the plurality of microphones And a signal processor generating a first convex hull, which is an area of a convex polygon, based on the position and the reflected waves, and estimating a space in which the sound source is located based on the tangent lines of the first convex hull. do.

상기 신호 프로세서는, 상기 음원의 위치, 상기 복수의 마이크로폰의 위치 및 상기 반사파들에 기초하여 정의되는 궤적인 복수의 타원을 생성하고, 상기 복수의 타원을 모두 포함하는 영역인 상기 제1 컨벡스 헐을 생성할 수 있다.The signal processor generates a plurality of trajectory ellipses defined based on the position of the sound source, the positions of the plurality of microphones, and the reflected waves, and performs the first convex hull which is an area including all of the plurality of ellipses. Can be created.

상기 신호 프로세서는, 상기 반사파들이 상기 복수의 마이크로폰 중에서 어느 하나에 의해 각각 측정되는 도래 시간(time of arrival)들을 계산하고, 상기 도래 시간들에 기초하여 상기 반사파들이 상기 복수의 마이크로폰 중에서 어느 하나에 도달하는 반사 거리들을 계산하고, 상기 복수의 마이크로폰 중에서 어느 하나의 위치 및 상기 음원의 위치를 각각의 초점으로 하고, 상기 음원에서부터 상기 어느 하나의 위치 까지의 반사 거리를 각각의 초점에서의 거리의 합으로 하는 상기 복수의 타원을 생성할 수 있다.The signal processor calculates the time of arrival at which the reflected waves are measured by any one of the plurality of microphones, and based on the arrival times, the reflected waves reach any one of the plurality of microphones The calculated reflection distances are calculated, the position of any one of the plurality of microphones and the position of the sound source are the respective focal points, and the reflection distance from the sound source to the any one position is the sum of the distances at each focal point. The plurality of ellipses can be generated.

상기 신호 프로세서는, 상기 복수의 타원을 이산화하여 점들로 생성하고, 상기 점들을 모두 포함하는 영역인 상기 제1 컨벡스 헐을 생성할 수 있다.The signal processor may discretize the plurality of ellipses to generate points, and generate the first convex hull which is an area including all the points.

상기 신호 프로세서는, 상기 제1 컨벡스 헐의 꼭지점을 접점으로 하는 상기 복수의 타원의 공통 접선들을 생성하고, 상기 공통 접선들에 기초하여 상기 공간을 형성하는 벽을 추정하고, 상기 추정된 벽을 이용하여 상기 공간을 추정할 수 있다.The signal processor generates common tangents of the plurality of ellipses having the vertices of the first convex hull as a contact point, estimates a wall forming the space based on the common tangents, and uses the estimated wall To estimate the space.

상기 신호 프로세서는, 상기 공통 접선들의 각각의 접점에 대해 가상 음원(image source)을 설정하고, 상기 각각의 접점에 대해 상기 가상 음원의 위치와 상기 각각의 접점 생성의 기초가 된 마이크로폰의 위치의 가상 거리를 계산하고, 상기 음원의 위치와 상기 각각의 접점 생성의 기초가 된 마이크로폰의 위치의 실제 거리 및 상기 가상 거리가 일치하는지 여부에 따라 상기 공통 접선들을 벽으로 추정할 수 있다.The signal processor sets a virtual image source for each contact point of the common tangents, and for each contact point, the virtual sound source position and the location of the microphone that is the basis of the respective contact point creation are virtual. The distances can be calculated, and the common tangents can be estimated as a wall according to whether the actual distance and the virtual distance of the location of the sound source and the location of the microphone that is the basis of each contact creation coincide.

상기 신호 프로세서는, 상기 가상 거리와 상기 실제 거리가 일치하는지 판단하고, 상기 가상 거리와 상기 실제 거리가 일치하는 경우 상기 공통 접선들을 벽으로 추정할 수 있다.The signal processor may determine whether the virtual distance and the real distance match, and if the virtual distance and the real distance match, may estimate the common tangent lines as a wall.

상기 신호 프로세서는, 상기 복수의 타원 중에서 상기 제1 컨벡스 헐의 꼭지점을 포함하지 않는 제1 타원을 추출하고, 상기 제1 타원을 생성하는데 있어서 기초가 된 선행 반사파의 다음 순차로 측정된 후행 반사파에 기초하여 제2 타원을 생성하고, 상기 복수의 타원 중에서 상기 제1 타원을 제외한 나머지 타원들과 상기 제2 타원에 기초하여 제2 컨벡스 헐을 생성할 수 있다.The signal processor extracts a first ellipse that does not include a vertex of the first convex hull among the plurality of ellipses, and generates a first ellipse from the plurality of ellipses, followed by a subsequent reflected wave measured in the following sequence of the preceding reflected wave that is the basis for generating the first ellipse. A second ellipse may be generated on the basis of the second ellipse, and a second convex hull may be generated based on the second ellipse and the remaining ellipses other than the first ellipse among the plurality of ellipses.

상기 신호 프로세서는, 상기 제2 컨벡스 헐의 꼭지점들이 상기 공간의 외부에 모두 존재하는지 여부에 따라 상기 공간에 대한 추정을 완료할 수 있다.The signal processor may complete estimation of the space according to whether vertices of the second convex hull are all outside the space.

상기 신호 프로세서는, 상기 꼭지점들이 모두 상기 공간의 외부에 존재하는지 판단하고, 상기 꼭지점들이 모두 상기 공간의 외부에 존재하는 경우 상기 공간에 대한 추정을 완료할 수 있다.The signal processor may determine whether all of the vertices are outside the space, and complete estimation of the space when all of the vertices are outside the space.

도 1은 소리에 관한 신호의 그래프를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 공간 추정 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 공간 추정 장치의 개략적인 도면이다.
도 4는 공간 추정 시스템이 구현된 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 음원 장치에서 출력된 소리가 복수의 마이크로폰에 측정되는 경로들의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 공간 추정 장치가 수신한 소리에 관한 신호들의 일 예를 나타낸다.
도 7은 공간 추정 장치가 수신한 어느 한 소리에 관한 신호의 일 예를 나타낸다.
도 8은 공간 추정 장치가 생성한 타원의 일 예를 나타낸다.
도 9는 공간 추정 장치가 생성한 복수의 타원의 공통 접선을 나타낸다.
도 10은 공간 추정 장치가 타원을 점으로 이산화한 일 예를 나타낸다.
도 11은 공간 추정 장치가 이산화된 타원의 점들로 컨벡스 헐을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 공간 추정 장치가 이산화된 타원의 점들로 컨벡스 헐을 생성하는 일 예를 나타낸다.
도 13은 공간 추정 장치가 생성한 컨벡스 헐을 구체적으로 나타낸 일 예이다.
도 14 및 도 15는 공간 추정 장치가 공간을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 공간 추정 장치가 타원의 k값을 순차적으로 올려 나머지 벽들을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 내지 도 26은 공간 추정 장치가 복수의 타원의 k값을 순차적으로 올려 공간을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing a graph of a signal related to sound.
2 is a diagram illustrating a spatial estimation system according to an embodiment.
3 is a schematic diagram of the spatial estimation apparatus illustrated in FIG. 2.
4 is a diagram illustrating an example in which a spatial estimation system is implemented.
5 is a diagram illustrating an example of paths in which sound output from the sound source device shown in FIG. 2 is measured on a plurality of microphones.
6 shows an example of signals related to sound received by the spatial estimation apparatus.
7 shows an example of a signal related to any sound received by the spatial estimation apparatus.
8 shows an example of an ellipse generated by the spatial estimation apparatus.
9 shows a common tangent of a plurality of ellipses generated by the spatial estimation apparatus.
10 shows an example in which the space estimation apparatus discretizes an ellipse by points.
11 is a diagram for explaining a process in which the spatial estimation apparatus generates a convex hull with points of a discretized ellipse.
12 shows an example in which the spatial estimation apparatus generates a convex hull with the points of the discretized ellipse.
13 is an example of specifically showing a convex hull generated by a spatial estimation apparatus.
14 and 15 are views for explaining a process in which the space estimation apparatus estimates space.
16 and 17 are views for explaining a process of estimating the remaining walls by sequentially increasing the k value of the ellipse by the spatial estimation apparatus.
18 to 26 are diagrams for explaining a process in which the space estimating apparatus sequentially estimates a space by sequentially raising k values of a plurality of ellipses.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, various changes may be made to the embodiments, and the scope of the patent application right is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

제1 또는 제2등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 실시예의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be referred to as a second component, and similarly, for the purpose of distinguishing one component from another component, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the embodiment. The second component may also be referred to as the first component.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the embodiment belongs. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed descriptions will be omitted.

도 1은 소리에 관한 신호의 그래프를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a graph of a signal related to sound.

도 1을 참조하면, 소리가 음원(sound source)에서 출력되어 마이크로폰(microphone)에 수신되면, 수신된 소리는 해당 공간의 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, when sound is output from a sound source and received by a microphone, the received sound may include information of a corresponding space.

실내 충격 응답(room impulse response)은 충격 신호(impulse signal)가 음원으로부터 방사된 경우 마이크로폰이 측정한 신호일 수 있다. 특히, 실내 충격 응답은 벽에 의한 소리의 반사 경로 거리에 관한 정보를 가지고 있을 수 있다.The room impulse response may be a signal measured by a microphone when an impulse signal is emitted from a sound source. In particular, the indoor shock response may have information on the distance of the reflection path of the sound by the wall.

실내 충격 응답은 음원으로부터 마이크로폰으로 직접 전해지는 직접파(direct sound; 11)와 벽으로부터 반사된 반사파(reflection sound; 15)로 나뉠 수 있다. 벽이 형성하는 공간의 구조는 실내 충격 응답이 포함하는 소리의 반사 경로 거리에 관한 정보를 이용하여 추정될 수 있다.The indoor shock response can be divided into a direct sound (11) transmitted directly from a sound source to a microphone and a reflection sound (15) reflected from a wall. The structure of the space formed by the wall can be estimated using information about the distance of the reflection path of the sound included in the indoor shock response.

기존의 반사파(15)를 이용하여 공간의 구조를 추정하는 방법은 반사파 할당 문제(echo labeling problem)를 가질 수 있다. 반사파 할당 문제는 반사파(15)가 어느 벽으로부터 반사되었는지 모르는 것을 의미할 수 있다. 즉, 기존의 반사파(15)를 이용하여 공간의 구조를 추정하는 방법은 각 마이크로폰에서 수집되는 반사음의 피크(peak)들을 알 수 있지만, 어느 벽으로부터 반사파(15)가 반사되었는지는 알기 어려울 수 있다.The method of estimating the structure of the space using the existing reflected wave 15 may have an echo labeling problem. The reflection wave allocation problem may mean that the wall of the reflection wave 15 is not reflected. That is, although the method of estimating the structure of the space using the existing reflected wave 15 can know the peaks of the reflected sound collected by each microphone, it may be difficult to know from which wall the reflected wave 15 is reflected. .

또한, 기존의 반사파(15)를 이용하여 공간의 구조를 추정하는 방법은, 첫번째로 임의의 개수인 k에 대해서 벽이 가능한 조합들을 따져 벽에 해당하는 조합을 찾아야 공간을 추정할 수 있다. 두번째로, 반사파 할당 문제를 해결하기 위하여 반사 거리의 차수에 제한을 두어야 공간을 추정할 수 있다. 세번째로, 벽의 개수를 미리 알아야 공간을 추정할 수 있다.In addition, in the method of estimating the structure of the space using the existing reflected wave 15, first, it is possible to estimate the space by finding possible combinations of walls for any number of k and finding combinations corresponding to the walls. Second, in order to solve the reflection wave allocation problem, the space can be estimated by limiting the order of the reflection distance. Third, the space can be estimated by knowing the number of walls in advance.

실시예들은 음원으로부터 발생되어 직접 전파되는 소리 또는 벽에 반사되어 마이크로폰에 도달하는 소리의 정보들로 컨벡스 헐을 생성하고, 컨벡스 헐을 이용하여 이차원 및/또는 삼차원 공간의 구조와 벽의 위치를 추정하는 신호 처리 기술을 제공할 수 있다.Embodiments generate a convex hull with information of a sound propagating directly from a sound source or reflected on a wall and reaching the microphone, and using the convex hull to estimate the structure of the two-dimensional and/or three-dimensional space and the position of the wall Signal processing technology.

이하에서는, 도 2 내지 도 26을 참조하여 실시예들을 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIGS. 2 to 26.

도 2는 일 실시예에 따른 공간 추정 시스템을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a spatial estimation system according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 공간 추정 시스템(20)은 음원 장치(100), 복수의 마이크로폰(200), 및 공간 추정 장치(300)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the spatial estimation system 20 includes a sound source device 100, a plurality of microphones 200, and a spatial estimation device 300.

공간 추정 시스템(20)은 반사파에 기초하여 생성한 컨벡스 헐을 이용함으로써, 반사파를 이용하여 공간을 추정할 때의 여러 문제점들을 해결하여 공간 구조를 추정할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.The spatial estimation system 20 may provide a technique for estimating a spatial structure by solving various problems when estimating a space using a reflected wave by using a convex hull generated based on the reflected wave.

음원 장치(100)는 소리를 출력할 수 있다. 음원 장치(100)는 공간 추정 장치(300)로부터 신호를 수신할 수 있다. 음원 장치(100)는 공간 추정 장치(300)로부터 수신한 신호에 따라 소리를 출력할 수 있다. 음원 장치(100)는 복수로 구현될 수 있다.The sound source device 100 may output sound. The sound source device 100 may receive a signal from the spatial estimation device 300. The sound source device 100 may output sound according to a signal received from the spatial estimation device 300. The sound source device 100 may be implemented in plural.

복수의 마이크로폰(200)은 음원 장치(100)에서 출력된 소리를 측정할 수 있다. 복수의 마이크로폰(200)은 측정한 소리를 소리에 관한 신호로 변환할 수 있다.The plurality of microphones 200 may measure sound output from the sound source device 100. The plurality of microphones 200 may convert the measured sound into a signal related to sound.

예를 들어, 복수의 마이크로폰(200)을 구성하는 각각의 마이크로폰에서는 마이크로폰의 위치에 따라 음원 장치(100)로부터 출력된 소리가 측정되는 시간 및 소리의 경로에 차이가 있을 수 있다. 따라서, 각각의 마이크로폰은 측정된 소리를 각기 다른 소리에 관한 신호로 변환될 수 있다.For example, in each microphone constituting the plurality of microphones 200, the sound output from the sound source device 100 may be different depending on the location of the microphone and the path of sound is measured. Therefore, each microphone can convert the measured sound into signals related to different sounds.

복수의 마이크로폰(200)에 측정되는 소리의 경로는 직접 경로 또는 간접 경로로 나눌 수 있다. 직접 경로는 음원 장치(100)로부터 출력된 소리가 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나의 마이크로폰에 도달하기 까지의 일직선 경로를 의미할 수 있다. 반사 경로는 음원 장치(100)로부터 출력된 소리가 공간을 구성하는 벽에 반사되어 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나의 마이크로폰에 도달하기 까지의 경로를 의미할 수 있다.The path of sound measured by the plurality of microphones 200 may be divided into a direct path or an indirect path. The direct path may mean a straight path from a sound output from the sound source device 100 until reaching any one of the plurality of microphones 200. The reflection path may mean a path from the sound output from the sound source device 100 to a wall constituting a space and reaching any one of the microphones 200.

복수의 마이크로폰(200)은 소리에 관한 신호를 공간 추정 장치(300)로 전송할 수 있다.The plurality of microphones 200 may transmit a signal related to sound to the spatial estimation apparatus 300.

공간 추정 장치(300)는 복수의 마이크로폰(200)으로부터 소리에 관한 신호를 수신할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 소리에 관한 신호를 직접파와 반사파로 구분하여 추출할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 반사파를 반사파의 도달 경로 거리에 따라 구분할 수 있다. 도달 경로 거리는 반사파가 음원 장치(100)에서부터 벽에 반사되어 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나에 측정되기까지의 경로 거리일 수 있다.The spatial estimation apparatus 300 may receive signals related to sound from the plurality of microphones 200. The spatial estimation apparatus 300 may extract a signal related to sound by dividing it into a direct wave and a reflected wave. The spatial estimation apparatus 300 may classify the reflected wave according to the distance of the reflected wave. The reach path distance may be a path distance from the sound source device 100 to a wall reflected from the sound source device 100 to be measured by any one of the plurality of microphones 200.

공간 추정 장치(300)는 반사파에 기초하여 컨벡스 헐을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컨벡스 헐은 음원 장치(100)의 위치, 복수의 마이크로폰(200)의 위치, 및 반사파에 포함되어 있는 소리의 반사 경로 길이 정보에 기초하여 생성된 볼록 다각형의 영역일 수 있다.The spatial estimation apparatus 300 may generate a convex hull based on the reflected wave. For example, the convex hull may be a region of a convex polygon generated based on the location of the sound source device 100, the location of the plurality of microphones 200, and the reflection path length information of the sound included in the reflected wave.

공간 추정 장치(300)는 컨벡스 헐에 기초하여 공간을 추정할 수 있다.The space estimation apparatus 300 may estimate space based on the convex hull.

공간 추정 장치(300)에 관하여는 도 3에서 상세히 살펴보기로 한다.The spatial estimation apparatus 300 will be described in detail in FIG. 3.

도 3은 도 2에 도시된 공간 추정 장치의 개략적인 도면이다.3 is a schematic diagram of the spatial estimation apparatus illustrated in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 공간 추정 장치(300)는 수신기(310), 및 신호 프로세서(350)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the spatial estimation apparatus 300 may include a receiver 310 and a signal processor 350.

수신기(310)는 복수의 마이크로폰(200)으로부터 소리에 관한 신호를 수신할 수 있다. 소리에 관한 신호는 음원으로부터 출력된 소리가 벽에 반사되어 복수의 마이크로폰(200)에 의해 측정된 반사파들을 포함할 수 있다.The receiver 310 may receive a signal related to sound from a plurality of microphones 200. The signal related to the sound may include reflected waves measured by the plurality of microphones 200 as the sound output from the sound source is reflected on the wall.

수신기(310)는 소리에 관한 신호를 신호 프로세서(350)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 수신기(310)는 복수의 마이크로폰(200)이 보내는 각기 다른 소리에 관한 신호를 구분하여 신호 프로세서(350)로 출력할 수 있다.The receiver 310 may output a signal related to sound to the signal processor 350. For example, the receiver 310 may classify signals related to different sounds transmitted by the plurality of microphones 200 and output the signals to the signal processor 350.

신호 프로세서(350)는 음원 장치(100)의 위치, 복수의 마이크로폰(200)의 위치 및 반사파들에 기초하여 생성되는 볼록 다각형의 영역인 제1 컨벡스 헐을 이용하여 공간을 추정할 수 있다.The signal processor 350 may estimate a space using a first convex hull, which is a region of a convex polygon generated based on positions of the sound source device 100, positions of the plurality of microphones 200, and reflected waves.

우선, 신호 프로세서(350)는 음원 장치(100)의 위치, 복수의 마이크로폰(200)의 위치 및 반사파들에 기초하여 정의되는 궤적인 복수의 타원을 생성하고, 복수의 타원을 모두 포함하는 영역인 제1 컨벡스 헐을 생성할 수 있다.First, the signal processor 350 generates a plurality of trajectories that are defined based on the positions of the sound source device 100, the positions of the plurality of microphones 200, and reflected waves, and is an area that includes all of the plurality of ellipses. A first convex hull can be generated.

예를 들어, 신호 프로세서(350)는 반사파들이 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나에 의해 각각 측정되는 도래 시간(time of arrival)들을 계산할 수 있다. 도래 시간은 음원 장치(100)에서 소리가 출력되어 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나의 마이크로폰에 측정되기까지의 시간을 의미할 수 있다.For example, the signal processor 350 may calculate the time of arrival at which the reflected waves are respectively measured by any one of the plurality of microphones 200. The arrival time may refer to a time until sound is output from the sound source device 100 and measured by any one of the plurality of microphones 200.

신호 프로세서(350)는 도래 시간들에 기초하여 반사파들이 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나에 도달하는 반사 거리들을 계산할 수 있다. 반사 거리는 음원 장치(100)에서 소리가 출력되어 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나의 마이크로폰에 도달하기까지의 거리를 의미할 수 있다.The signal processor 350 may calculate reflection distances at which the reflected waves reach any one of the plurality of microphones 200 based on the arrival times. The reflection distance may mean a distance from which sound is output from the sound source device 100 to reach any one of the plurality of microphones 200.

신호 프로세서(350)는 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나의 위치 및 음원 장치(100)의 위치를 각각의 초점으로 하고, 음원 장치(100)에서부터 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나의 위치 까지의 반사 거리를 각각의 초점에서의 거리의 합으로 하는 복수의 타원을 생성할 수 있다.The signal processor 350 sets each one of the plurality of microphones 200 and the location of the sound source device 100 as the respective focus, and from the sound source device 100 to any one of the plurality of microphones 200 It is possible to generate a plurality of ellipses whose reflection distance is the sum of the distances at each focal point.

신호 프로세서(350)는 복수의 타원을 이산화하여 점들로 생성할 수 있다. 예를 들어, 신호 프로세서(350)는 복수의 타원의 궤적을 이산화 하여 점들로 생성할 수 있다. 신호 프로세서(350)는 이산화된 점들을 모두 포함하는 영역인 제1 컨벡스 헐을 생성할 수 있다.The signal processor 350 may discretize a plurality of ellipses to generate points. For example, the signal processor 350 may generate points by discretizing the trajectories of a plurality of ellipses. The signal processor 350 may generate a first convex hull, which is an area including all of the discretized points.

다음으로, 신호 프로세서(350)는 생성된 제1 컨벡스 헐의 접선들에 기초하여 음원이 위치하는 공간을 추정할 수 있다. 제1 컨벡스 헐의 접선들은 제1 컨벡스 헐의 꼭지점을 접점으로 하는 접선일 수 있다.Next, the signal processor 350 may estimate a space in which the sound source is located based on the generated tangent lines of the first convex hull. The tangents of the first convex hull may be tangents using a vertex of the first convex hull as a contact point.

예를 들어, 신호 프로세서(350)는 제1 컨벡스 헐의 꼭지점을 접점으로 하는 복수의 타원의 공통 접선들을 생성할 수 있다. 신호 프로세서(350)는 공통 접선들에 기초하여 공간을 형성하는 벽을 추정할 수 있다. 신호 프로세서(350)는 추정된 벽을 이용하여 음원 장치(100)가 위치하는 공간을 추정할 수 있다.For example, the signal processor 350 may generate a plurality of elliptical common tangent lines using the vertices of the first convex hull as a contact point. The signal processor 350 may estimate a wall forming a space based on common tangent lines. The signal processor 350 may estimate a space in which the sound source device 100 is located using the estimated wall.

신호 프로세서(350)는 공통 접선들 각각의 접점에 대해 가상 음원(image source)을 설정할 수 있다. 신호 프로세서(350)는 공통 접선들의 각각의 접점에 대해 가상 음원의 위치와 공통 접선들 각각의 접점 생성의 기초가 된 마이크로폰의 위치의 가상 거리를 계산할 수 있다. 즉, 신호 프로세서(350)는 공통 접선들의 각각의 접점에 대해 가상 음원에서부터 공통 접선들 각각의 접점 생성의 기초가 된 마이크로폰의 위치까지의 가상 거리를 계산할 수 있다.The signal processor 350 may set a virtual source for each contact of the common tangent lines. The signal processor 350 may calculate the virtual distance of the location of the virtual sound source for each contact of the common tangents and the location of the microphone, which is the basis for generating the contact of each of the common tangents. That is, the signal processor 350 may calculate a virtual distance from a virtual sound source for each contact point of the common tangent lines to a location of a microphone on which the contact point of each common tangent point is generated.

신호 프로세서(350)는 음원의 위치와 공통 접선들의 각각의 접점 생성의 기초가 된 마이크로폰의 위치의 실제 거리 및 가상 거리가 일치하는지 여부에 따라 공통 접선들을 벽으로 추정할 수 있다. 즉, 신호 프로세서는(350) 가상 거리와 음원의 위치에서부터 공통 접선들 각각의 접점 생성의 기초가 된 마이크로폰의 위치까지의 실제 거리가 일치하는지 여부에 따라 공통 접선들을 실제 벽으로 추정할 수 있다.The signal processor 350 may estimate the common tangents as a wall according to whether the actual distance and virtual distance of the location of the sound source and the location of the microphone, which is the basis of the generation of each contact point of the common tangents, coincide. That is, the signal processor 350 may estimate the common tangents as actual walls according to whether the virtual distances and the actual distances from the location of the sound source to the location of the microphone on which the common tangents are based are generated.

신호 프로세서(350)는 가상 거리와 실제 거리가 일치하는지 판단할 수 있다. 신호 프로세서(350)는 가상 거리와 실제 거리가 일치하는 경우 공통 접선들을 공간을 형성하는 벽으로 추정할 수 있다.The signal processor 350 may determine whether the virtual distance and the actual distance match. When the virtual distance and the actual distance coincide, the signal processor 350 may estimate common tangents as a wall forming a space.

신호 프로세서(350)는 복수의 타원 중에서 제1 컨벡스 헐의 꼭지점을 포함하지 않는 타원을 추출할 수 있다. 신호 프로세서(350)는 제1 타원을 생성하는데 있어서 기초가 된 선행 반사파의 다음 순차로 측정된 후행 반사파에 기초하여 제2 타원을 생성할 수 있다. 신호 프로세서(350)는 복수의 타원 중에서 제1 타원을 제외한 나머지 타원들과 제2 타원에 기초하여 제2 컨벡스 헐을 생성할 수 있다. 예를 들어, 신호 프로세서(350)는 제1 컨벡스 헐을 이용하여 공간을 추정하는 과정과 동일하게 제2 컨벡스 헐을 이용하여 공간을 추정할 수 있다.The signal processor 350 may extract an ellipse that does not include the vertex of the first convex hull among the plurality of ellipses. The signal processor 350 may generate a second ellipse based on a trailing reflected wave measured in the next order of the preceding reflected wave that is the basis for generating the first ellipse. The signal processor 350 may generate a second convex hull based on the second ellipse and the remaining ellipses other than the first ellipse among the plurality of ellipses. For example, the signal processor 350 may estimate the space using the second convex hull in the same way as the process of estimating the space using the first convex hull.

신호 프로세서(350)는 제2 컨벡스 헐의 꼭지점들이 추정된 공간의 외부에 모두 존재하는지 여부에 따라 공간에 대한 추정을 완료할 수 있다.The signal processor 350 may complete estimation of the space according to whether the vertices of the second convex hull are all outside the estimated space.

신호 프로세서(350)는 제2 컨벡스 헐의 꼭지점들이 모두 공간의 외부에 존재하는지 판단할 수 있다. 신호 프로세서(350)는 제2 컨벡스 헐의 꼭지점들이 모두 공간의 외부에 존재하는 경우 공간에 대한 추정을 완료할 수 있다.The signal processor 350 may determine whether all of the vertices of the second convex hull are outside the space. The signal processor 350 may complete estimation of the space when all of the vertices of the second convex hull are outside the space.

신호 프로세서(350)는 공간의 추정을 완료하기까지 계속적으로 제n 컨벡스 헐을 생성하고, 제n 컨벡스 헐을 이용하여 동일한 과정을 통해 공간을 추정할 수 있다.The signal processor 350 may continuously generate the nth convex hull until the estimation of the space is completed, and estimate the space through the same process using the nth convex hull.

신호 프로세서(350)가 반사파에 기초하여 컨벡스 헐을 생성하고, 컨벡스 헐을 이용하여 공간을 추정하는 과정은 도 4 내지 도 26에서 상세히 살펴보기로 한다.The process of the signal processor 350 generating a convex hull based on the reflected wave and estimating a space using the convex hull will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 26.

도 4는 공간 추정 시스템이 구현된 일 예를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 음원 장치에서 출력된 소리가 복수의 마이크로폰에 측정되는 경로들의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 6은 공간 추정 장치가 수신한 소리에 관한 신호들의 일 예를 나타낸다.4 is a diagram showing an example in which a spatial estimation system is implemented, FIG. 5 is a diagram showing an example of paths in which sound output from the sound source device shown in FIG. 4 is measured in a plurality of microphones, and FIG. 6 is a space An example of signals related to sound received by the estimation apparatus is shown.

도 4를 참조하면, 음원 장치(100; s1), 복수의 마이크로폰(200; r1, r2, r3, r4, 및 r5), 및 공간 추정 장치(300)는 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 음원 장치(100)는 공간 추정 장치(300)에 유선 및/또는 무선으로 연결되어 신호를 송수신할 수 있다. 복수의 마이크로폰(200)은 공간 추정 장치(300)에 유선 및/또는 무선으로 연결되어 신호를 송수신할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 음원 장치(100)는 하나의 음원 장치(s1)로 구성되고, 복수의 마이크로폰(200)은 제1 내지 제5의 마이크로폰(r1 내지 r5)으로 구성된 것으로 가정한다.Referring to FIG. 4, the sound source device 100 (s1), the plurality of microphones 200 (r1, r2, r3, r4, and r5), and the spatial estimation device 300 may communicate with each other. For example, the sound source device 100 may be wired and/or wirelessly connected to the spatial estimation device 300 to transmit and receive signals. The plurality of microphones 200 are wired and/or wirelessly connected to the spatial estimation device 300 to transmit and receive signals. For convenience of description, it is assumed that the sound source device 100 is composed of one sound source device s1, and the plurality of microphones 200 are composed of first to fifth microphones r1 to r5.

도 5를 참조하면, 도 4와 공간 추정 시스템이 구현된 모습은 동일하나, 설명의 편의를 위하여 공간 추정 장치(300)와 음원 장치(100) 및 복수의 마이크로폰(r1 내지 r5)이 연결된 모습은 제외하였다.Referring to FIG. 5, the state in which the spatial estimation system is implemented in FIG. 4 is the same, but the state in which the spatial estimation device 300 and the sound source device 100 and a plurality of microphones r1 to r5 are connected for convenience of description Excluded.

실선 화살표로 표시된 것은 직접파 경로(51)일 수 있다. 직접파 경로(51)는 음원 장치(s1)에서 직접 복수의 마이크로폰(r1, r2, r3, r4, 및 r5) 중에서 어느 하나의 마이크로폰(r1)으로 가는 소리의 경로를 의미할 수 있다.What is indicated by the solid arrow may be a direct wave path 51. The direct wave path 51 may mean a path of sound from the sound source device s1 directly to any one of the plurality of microphones r1, r2, r3, r4, and r5.

점선 화살표로 표시된 것은 반사파 경로(55)일 수 있다. 반사파 경로(55)는 음원 장치(s1)에서 공간을 형성하는 벽(w1, w2, w3, 및 w4) 중에서 어느 하나의 벽(w1)에 반사된 후 복수의 마이크로폰(r1, r2, r3, r4, 및 r5) 중에서 어느 하나의 마이크로폰(r1)으로 측정된 소리의 경로를 의미할 수 있다.What is indicated by the dotted arrow may be the reflected wave path 55. The reflected wave path 55 is reflected on any one of the walls w1 of the walls w1, w2, w3, and w4 forming a space in the sound source device s1, and then the plurality of microphones r1, r2, r3, r4 , And r5) may mean a path of sound measured by any one microphone r1.

도 6을 참조하면, 공간을 구성하는 벽들 중에서 어느 한 벽(w1)에 대한 각 마이크로폰에 측정된 반사파 차수가 다른 것을 알 수 있다. 공간 추정 장치(300)가 공간을 추정하기 위해서는 복수의 마이크로폰(r1, r2, r3, r4, 및 r5)에 도달하는 서로 다른 벽에 의한 반사파의 도달 순서가 각 마이크로폰마다 상이하므로, 서로 다른 벽에 의한 마이크로폰

과 스피커

사이의 반사 거리

에 대한 쌍인

를 찾아야할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that, among the walls constituting the space, the reflected wave orders measured for each microphone for one of the walls w1 are different. In order for the spatial estimation apparatus 300 to estimate space, since the order of arrival of the reflected waves by different walls reaching the plurality of microphones r1, r2, r3, r4, and r5 is different for each microphone, the different walls By microphone

And speaker

Reflection distance between

For twins

You may have to find

이때, 공간의 구조를 추정하는 기술 구현에 있어 반사파 할당 문제가 존재할 수 있다. 즉, 반사파 할당 문제는 공간 안에 마이크로폰이 넓게 분포된 경우 각 벽에 의한 반사파가 각기 다른 순서로 마이크로폰에 도착하게 되고 이러한 반사파들을 각 벽에 할당시키는 문제일 수 있다.At this time, a reflection wave allocation problem may exist in implementing a technique for estimating the structure of a space. That is, the reflection wave allocation problem may be a problem in which when the microphones are widely distributed in the space, the reflection waves by each wall arrive at the microphones in different orders and allocate these reflection waves to each wall.

공간 추정 장치(300)는 타원의 점을 이산화하고, 이산화된 타원의 점에 컨벡스 헐의 개념을 적용할 수 있다. 또한 공간 추정 장치(300)는 반사파를 k=1부터 n까지 k를 변화시키며 반사 거리를 사용하여 순차적으로 공간을 형성하는 벽을 추정해 나갈 수 있다.The space estimation apparatus 300 may discretize the point of the ellipse and apply the concept of convex hull to the point of the discretized ellipse. In addition, the space estimating apparatus 300 can estimate the wall forming the space sequentially using the reflection distance while changing the reflected wave from k=1 to n.

k는 반사파의 반사 거리 차수를 의미할 수 있다. k=1은 하나의 마이크로폰에 측정된 반사파들 중에서 반사 거리가 가장 짧은 반사파를 의미할 수 있다. 또한, k=1 다음의 짧은 반사거리를 가지는 반사파를 k=2로 정의할 수 있다.k may mean a reflection distance order of reflected waves. k=1 may mean a reflection wave having the shortest reflection distance among reflection waves measured in one microphone. In addition, a reflected wave having a short reflection distance after k=1 can be defined as k=2.

공간 추정 장치(300)가 컨벡스 헐의 개념을 적용하고 순차적으로 k를 변화시키며 공간을 추정함으로써, 임의의 갯수의 k에 대해서 벽이 가능한 조합들을 따져 벽에 해당하는

를 찾을 필요가 없을 수 있다. 공간 추정 장치(300)가 제공하는 공간 추정 방법은 반사 거리의 차수에 제한을 두지 않고 공간을 추정할 수 있다. 공간 추정 장치(300)가 제공하는 공간 추정 방법은 추정하려는 공간의 벽의 개수를 몰라도 해당 공간을 추정할 수 있다.The space estimating apparatus 300 applies the concept of convex hull, sequentially changes k, and estimates the space, so that the possible combinations of walls for any number of k are selected and corresponding to the walls.

You may not need to find. The space estimation method provided by the space estimation apparatus 300 may estimate space without limiting the order of the reflection distance. The space estimation method provided by the space estimation apparatus 300 may estimate the corresponding space even without knowing the number of walls of the space to be estimated.

도 7은 공간 추정 장치가 수신한 어느 한 소리에 관한 신호의 일 예를 나타낸다.7 shows an example of a signal related to any sound received by the spatial estimation apparatus.

도 7을 참조하면, 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나의 마이크로폰(r1)에 의해 측정된 소리에 관한 신호를 그래프로 나타낸 것이다.Referring to FIG. 7, a signal related to sound measured by any one microphone r1 among the plurality of microphones 200 is illustrated in a graph.

공간 추정 장치(300)는 수신한 소리에 관한 신호를 직접파(11) 및 반사파들(15)로 분류 및/또는 추출할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 반사파들(15) 중에서 어느 하나의 반사파에 대한 도래 시간을 계산할 수 있다. 도래 시간은 반사파가 음원 장치(100)에서 출력되어 마이크로폰에 측정되기까지 걸린 시간을 의미할 수 있다.

는 반사파의 도래 시간을 의미할 수 있다.The spatial estimation apparatus 300 may classify and/or extract the signal related to the received sound into the direct waves 11 and the reflected waves 15. The spatial estimation apparatus 300 may calculate the arrival time for any one of the reflected waves 15. The arrival time may mean the time taken until the reflected wave is output from the sound source device 100 and measured in the microphone.

Can mean the arrival time of the reflected wave.

예를 들어, 반사파들(15) 중에서 가장 반사 거리가 짧은 반사파인 k=1에 대한 도래 시간은 소리가 음원으로부터 출력되어 벽에 반사되고, 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나에 측정되기까지 걸린 시간(40)을 의미할 수 있다.For example, the arrival time for k=1, which is the shortest reflected distance among the reflected waves 15, is the time when the sound is output from the sound source and reflected on the wall, until it is measured by any one of the plurality of microphones 200 It can mean time 40.

공간 추정 장치(300)는 도래 시간을 음속

와 곱하여 반사 거리를 구할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 복수의 마이크로폰(200), 음원 장치(100), 및 반사파 경로 거리의 쌍인

에 대한 반사파 경로 거리 집합

를 수학식 1을 통해 구할 수 있다. 복수의 마이크로폰(200)은

이고, 음원 장치(100)는

이고, 반사파 경로 거리는

으로 표시할 수 있다.The space estimation apparatus 300 speeds up the arrival time

Multiply by to get the reflection distance. The spatial estimation apparatus 300 is a pair of a plurality of microphones 200, a sound source apparatus 100, and a reflected wave path distance

Set of reflection path path distances for

Can be obtained through Equation 1. The plurality of microphones 200

, And the sound source device 100 is

And the path of the reflected wave is

Can be displayed as

은

번째 마이크로폰,

는

번째 음원(예를 들어, 음원 장치),

는

번째 반사파를 의미할 수 있다.

,

라 하면,

는

번째 마이크로폰,

번째 스피커,

번째 반사파에 의한 도래 시간을 의미할 수 있다.

는 반사파 경로 거리를 의미할 수 있다.

silver

Microphone,

The

Sound source (for example, sound source device),

The

It may mean the second reflected wave.

,

If you say,

The

Microphone,

Second speaker,

It may mean the arrival time due to the second reflected wave.

May denote a reflected wave path distance.

공간 추정 장치(300)는 수학식 1을 통해 구한 반사 거리 집합

를 이용하여 수학식 2를 통해 공간을 추정할 수 있다.The spatial estimation apparatus 300 is a set of reflection distances obtained through Equation 1

The space can be estimated by using Equation (2).

은 공간 추정 장치(300)가 추정하려는 공간을 의미할 수 있다.

는 공간을 구성하는 선의 방정식

을 결정하는 변수일 수 있다.

는 벽의 총 개수일 수 있다.

May denote a space to be estimated by the space estimation apparatus 300.

Is the equation of the lines that make up the space

It may be a variable determining.

May be the total number of walls.

따라서, 공간 추정 장치(300)가 공간을 추정한다는 것은 복수의 마이크로폰(200) 중에서 어느 하나의 위치, 음원 장치(100)의 위치, 및 반사 거리 집합

로 모든

를 구하는 과정일 수 있다.Therefore, the spatial estimation device 300 estimates the space is a set of any one of the plurality of microphones 200, the position of the sound source device 100, and the reflection distance set

As all

It may be a process of obtaining.

도 8은 공간 추정 장치가 생성한 타원의 일 예를 나타낸다.8 shows an example of an ellipse generated by the spatial estimation apparatus.

도 8을 참조하면, 공간 추정 장치(300)는 공간을 형성하는 하나의 벽(w)에 대한 마이크로폰의 위치(

), 음원의 위치(

), 및 반사파 경로(810)에 기초하여 타원(850)을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 8, the space estimation apparatus 300 is configured to position a microphone relative to one wall w forming a space (

), the location of the sound source (

), and an ellipse 850 may be generated based on the reflected wave path 810.

공간 추정 장치(300)가 생성하는 타원(850)의 궤적은 마이크로폰의 위치(

)와 음원의 위치(

)를 초점으로 하고, 마이크로폰의 위치(

)에서 음원의 위치(

)까지의 거리의 합이 반사파 경로(810) 거리와 같은 점들의 집합일 수 있다.The trajectory of the ellipse 850 generated by the space estimation apparatus 300 is the location of the microphone (

) And the location of the sound source (

) As the focus, and the position of the microphone (

) To the location of the sound source (

) May be a set of points equal to the distance of the reflected wave path 810.

공간 추정 장치(300)는

번째 마이크로폰,

번째 스피커,

번째 반사 거리에 의한 타원의 거리

를 수학식 3으로 계산할 수 있다.The space estimation apparatus 300

Microphone,

Second speaker,

Distance of the ellipse by the first reflection distance

Can be calculated by Equation 3.

이고,

는 반사 점의 궤적일 수 있다.

이고

은

번째 마이크로폰의 위치일 수 있다.

이고

는

번째 음원의 위치일 수 있다. 반사 점의 궤적은 타원이 될 수 있다.

ego,

May be the trajectory of the reflection point.

ego

silver

It may be the location of the first microphone.

ego

The

It may be the location of the first sound source. The trajectory of the reflection point can be an ellipse.

또한 이 타원의 방정식을 동차 좌표(homogeneous coordinate)에서 매트릭스 형태로 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.In addition, the equation of the ellipse can be expressed as Equation 4 in the form of a matrix in homogeneous coordinates.

로 동차 좌표에서 위치 벡터를 나타낼 수 있다.

는 타원의 conic 매트릭스일 수 있다. conic 매트릭스는 수학식 5 및 수학식 6으로부터 구할 수 있다.

Can represent the position vector in homogeneous coordinates.

Can be an elliptical conic matrix. The conic matrix can be obtained from Equations 5 and 6.

도 9는 공간 추정 장치가 생성한 복수의 타원의 공통 접선을 나타낸다.9 shows a common tangent of a plurality of ellipses generated by the spatial estimation apparatus.

도 9를 참조하면, 공간 추정 장치(300)가 벽을 구하기 위해서는 벽은 타원에 접해 있으므로 타원들(91, 93, 및 95)에 접한 선의 방정식이 필요하다. 공간 추정 장치(300)는 수학식 7로부터 타원 들(91, 93, 및 95)에 접한 모든 선을 구할 수 있다.Referring to FIG. 9, in order for the spatial estimation apparatus 300 to obtain a wall, since the wall is in contact with an ellipse, an equation of a line in contact with the ellipses 91, 93, and 95 is required. The spatial estimation apparatus 300 can obtain all lines that touch the ellipses 91, 93, and 95 from Equation (7).

이고,

은 타원에 접한 선의 방정식을 나타낼 수 있다.

로

는 conic 매트릭스의 adjoint 매트릭스로 정의될 수 있다. 만약 벽

의 선의 방정식이

이라면,

을 만족할 수 있다.

ego,

Can represent the equation of the line tangent to the ellipse.

in

Can be defined as the adjoint matrix of the conic matrix. If the wall

The equation of the line of

If it is,

Can be satisfied.

공간 추정 장치(300)는 선의 방정식을 구성하는 미지수가 3개이므로 벽

에 접한 타원이 3개 있다면 이의 공통 접선을 통해 벽

에 해당하는

을 구할 수 있다.Since the spatial estimation device 300 has three unknowns constituting the equation of the line, the wall

If there are three ellipses in contact with the wall through their common tangent

Corresponding to

Can be obtained.

도 10은 공간 추정 장치가 타원을 점으로 이산화한 일 예를 나타내고, 도 11은 공간 추정 장치가 이산화된 타원의 점들로 컨벡스 헐을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 shows an example in which the spatial estimation apparatus discretizes an ellipse into a point, and FIG. 11 is a diagram for explaining a process in which the spatial estimation apparatus generates a convex hull from discretized ellipse points.

도 10을 참조하면, 공간 추정 장치(300)는 복수의 타원을 수학식 8을 통해 이산화할 수 있다.Referring to FIG. 10, the spatial estimation apparatus 300 may discretize a plurality of ellipses through Equation (8).

,

는 타원의 중심점,

는 타원의 회전 각도,

,

는 각각 타원의 장축과 단축의 길이를 의미할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 타원을

개의 점으로 이산화할 수 있다.

,

Is the center point of the ellipse,

Is the angle of rotation of the ellipse,

,

Can mean the length of the major axis and the minor axis of the ellipse, respectively. Spatial estimation device 300 is an ellipse

You can discretize it with dog points.

도 11을 참조하면, 공간 추정 장치(300)가 생성하는 컨벡스 헐(1000)은 유한한 점의 세트인

(X1 내지 X10)를 모두 포함하는 가장 작은 볼록 다각형의 영역일 수 있다. 즉 컨벡스 헐(1000)은 유한한 점들이 존재할 때, 이 유한한 점을 모두 포함하는 볼록 다각형의 영역을 의미할 수 있다.Referring to FIG. 11, the convex hull 1000 generated by the space estimation apparatus 300 is a set of finite points

It may be a region of the smallest convex polygon including all (X1 to X10). That is, the convex hull 1000 may mean an area of a convex polygon including all of the finite points when finite points exist.

공간 추정 장치(300)는 컨벡스 헐(1000)의 영역을 생성하기 위해서 볼록 다각형의 꼭지점만 추출하면 되므로 꼭지점을 반환할 수 있다. 즉, 공간 추정 장치(300)는 타원을 이산화하여 유한한 점을 생성하고, 유한한 점에 대해 컨벡스 헐의 알고리즘을 적용해 이산화된 복수의 타원 외곽의 점들(V1, V2, V3, V4, V5, V7, 및 V8)만을 추출할 수 있다.The space estimating apparatus 300 needs to extract only the vertices of the convex polygon in order to generate the region of the convex hull 1000, and thus can return the vertices. That is, the spatial estimation apparatus 300 discretizes the ellipse to generate a finite point, and applies a convex hull algorithm to the finite point to discretize the points (V1, V2, V3, V4, V5) outside the plurality of ellipses. , V7, and V8).

공간 추정 장치(300)가 제공하는 컨벡스 헐의 알고리즘은

를 입력 값으로 하고, 컨벡스 헐을 구성하는 꼭지점

을 반 시계 방향으로 반환할 수 있다.The convex hull algorithm provided by the space estimation apparatus 300 is

Is the input value, and the vertices constituting the convex hull

Can be returned counterclockwise.

이 꼭지점들은

을 만족하며, 꼭지점을 제외한 컨벡스 헐의 영역은 그 영역이 바뀌게 됨을 의미할 수 있다.These vertices

Satisfying, and the region of the convex hull excluding the vertex may mean that the region is changed.

공간 추정 장치(300)는 컨벡스 헐을 구성하는 꼭지점(V1, V2, V3, V4, V5, V7, 및 V8)을 수학식 9로 추출할 수 있다.The spatial estimation apparatus 300 may extract vertices (V1, V2, V3, V4, V5, V7, and V8) constituting the convex hull by Equation (9).

는 유한한 점(이산화된 복수의 타원의 점들),

는 컨벡스 헐을 구성하는 꼭지점을 의미할 수 있다.

Is a finite point (points of multiple discretized ellipses),

Can mean the vertices that make up the convex hull.

도 12는 공간 추정 장치가 점들로 컨벡스 헐을 생성하는 일 예를 나타내고, 도 13은 공간 추정 장치가 생성한 컨벡스 헐을 구체적으로 나타낸 일 예이다.12 shows an example in which the spatial estimation apparatus generates a convex hull by points, and FIG. 13 is an example of specifically showing the convex hull generated by the spatial estimation apparatus.

도 12의 (a)에서 공간 추정 장치(300)가

로 구성된 세 개의 이산화된 타원의 집합(81e, 83e, 85e)을 생성한 것을 알 수 있다.In Figure 12 (a), the space estimation apparatus 300 is

It can be seen that three sets of discretized ellipses (81e, 83e, 85e) were created.

도 12의 (b)에서, 공간 추정 장치(300)는 이산화된 타원의 점들에 기초하여 컨벡스 헐(1000)의 꼭지점, 공통 접선(1050)을 생성할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 꼭지점 및 공통 접선(1050)을 통해 컨벡스 헐(1000)을 생성할 수 있다.In FIG. 12B, the spatial estimation apparatus 300 may generate a vertex and a common tangent 1050 of the convex hull 1000 based on the points of the discretized ellipse. The spatial estimation apparatus 300 may generate a convex hull 1000 through a vertex and a common tangent 1050.

도 13을 참조하면, 공간 추정 장치(300)는 이산화된 타원의 점들에서 컨벡스 헐의 꼭지점들(1170)을 추출할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 꼭지점(1170)들 중에서 공통 접선 점(1111, 1115, 1151, 1155, 1131, 및 1135)을 추출할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 공통 접선 점(1111, 1115, 1151, 1155, 1131, 및 1135)으로 공통 접선(1110, 1130, 및 1150)을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 13, the spatial estimation apparatus 300 may extract vertices 1170 of a convex hull from points of a discretized ellipse. The spatial estimation apparatus 300 may extract common tangential points 1111, 1115, 1151, 1155, 1131, and 1135 from the vertices 1170. The spatial estimation apparatus 300 may generate common tangents 1110, 1130, and 1150 with common tangent points 1111, 1115, 1151, 1155, 1131, and 1135.

공간 추정 장치(300)는 수학식 10을 통해 컨벡스 헐의 꼭지점

를 구할 수 있다.The spatial estimation device 300 is the vertex of the convex hull through Equation 10

Can be obtained.

공간 추정 장치(300)는 수학식 11을 통해 공통 접선 점

를 구할 수 있다.The spatial estimation device 300 has a common tangent point through Equation (11).

Can be obtained.

공간 추정 장치(300)는 수학식 12를 통해 공통 접선

을 구할 수 있다.The spatial estimation device 300 is a common tangent line through Equation (12).

Can be obtained.

수학식 10 내지 12에서, U는 타원을 의미할 수 있다.

는 각 벽에 의한 마이크로폰

과 음원

사이의 반사 거리

의 집합을 의미할 수 있다.In Equations 10 to 12, U may mean an ellipse.

Microphone by each wall

And sound source

Reflection distance between

Can mean a set of

는 하나의 이산화된 타원을 나타내고,

에 해당하는 이산화된 복수의 타원의 합집합을

로 나타낼 수 있다.

Represents one discretized ellipse,

The union of a plurality of discretized ellipses corresponding to

Can be represented as

공간 추정 장치(300)는

를 입력으로 컨벡스 헐 알고리즘(CH)을 구현할 수 있고, 출력으로

를 구할 수 있다.The space estimation apparatus 300

You can implement the convex hull algorithm (CH) as an input, and as an output

Can be obtained.

공간 추정 장치(300)는

를 통해 반시계 방향으로 꼭지점을 나열할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 나열한 꼭지점들을 차례로 탐색하면서

번째 꼭지점과

번째 꼭지점이 다른 타원의 점

이면 이를 공통 접선을 구성하는 꼭지점의 집합

의 원소로 할당할 수 있다.The space estimation apparatus 300

You can list the vertices counterclockwise through. The space estimation apparatus 300 sequentially searches the vertices listed

With the second vertex

Point of ellipse with a different vertex

Back side is a set of vertices that make up a common tangent

It can be assigned as an element of.

공간 추정 장치(300)는 할당된

의 집합으로 공통 접선을 구성하는 선의 방정식의 계수를 수학식 13을 통해 구할 수 있다. Space estimation apparatus 300 is assigned

The coefficients of the equations of the lines constituting the common tangent line can be obtained through Equation (13).

공간 추정 장치(300)는

를 다시 집합화 하여

에 할당할 수 있다.The space estimation apparatus 300

By regrouping

Can be assigned to

도 14 내지 도 15는 공간 추정 장치(300)가 공간을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.14 to 15 are views for explaining a process in which the space estimation apparatus 300 estimates space.

도 14를 참조하면, 공간 추정 장치(300)는 첫번째 공간 추정 순차인 i=1에서 k=1 즉, 반사 거리가 가장 짧은 거리를 가지지는 반사음들의 타원을 생성할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는

인 타원들의 집합, 컨벡스 헐의 꼭지점

, 및 공통 접선

을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 14, the spatial estimation apparatus 300 may generate an ellipse of reflection sounds having i=1 to k=1, that is, a reflection distance having the shortest distance. The space estimation apparatus 300

A set of in-ellipses, the vertex of the convex hull

, And common tangent

You can create

도 15를 참조하면, 공간 추정 장치(300)가 공간을 형성하는 벽을 추정하기 위해서는 공통 접선 중 공간을 형성하는 벽에 실제로 해당하는 접선을 판별해야 할 수 있다.Referring to FIG. 15, in order for the space estimation apparatus 300 to estimate a wall forming a space, it may be necessary to determine a tangent that actually corresponds to a wall forming a space among common tangent lines.

공간 추정 장치(300)는 공통 접선에 대해 가상 음원(1500)을 설정할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 가상 음원(1500)의 x,y 좌표인

를 수학식 14 및 15로 계산할 수 있다.The spatial estimation apparatus 300 may set the virtual sound source 1500 for the common tangent line. The spatial estimation apparatus 300 is the x,y coordinates of the virtual sound source 1500

Can be calculated by

Equations

14 and 15.

공간 추정 장치(300)는 가상 음원과 마이크로폰 사이의 거리를 수학식 16을 통해 계산할 수 있다.The spatial estimation apparatus 300 may calculate the distance between the virtual sound source and the microphone through Equation (16).

공간 추정 장치(300)는

를 통해 실내 충격 응답에 해당 거리의 반사 거리가 있는지를 확인하여 실제 벽의 여부를 판별할 수 있다.The space estimation apparatus 300

Through it, it is possible to determine whether the actual wall is by checking whether there is a reflection distance of a corresponding distance in the indoor shock response.

즉, 공간 추정 장치(300)는 각 공통 접선에 대해 가상 음원을 설정하고 가상 음원과 모든 마이크로폰 사이의 거리를 구하여 이 위치에 딜레이가 위치하는지 threshol를 주어 확인함으로써 공간을 구성하는 벽의 위치를 구할 수 있다. 공간 추정 장치(300)가 추정한 벽이 실제 공간을 구성하는 벽인지 판단하는 과정을 Quality value라 정의할 수 있다. Quality value는 수학식 17에 해당할 수 있다.That is, the space estimating apparatus 300 obtains the position of the wall constituting the space by setting a virtual sound source for each common tangent line and obtaining a distance between the virtual sound source and all microphones to determine whether a delay is located at this position and giving a threshol. Can be. The process of determining whether the wall estimated by the space estimation apparatus 300 is a wall constituting an actual space may be defined as a quality value. Quality value may correspond to Equation (17).

Quality value는

번째 공통 접선에 의한 음원

의 가상 음원

와 마이크로폰

사이의 거리

에 반사파(피크)가 있는지 여부를 판별하는 수식일 수 있다. 즉, Quality value는 가상 음원과 실내 충격 응답에 해당 거리의 반사 거리가 있는지 확인하는 수식일 수 있다.Quality value

Sound source by the second common tangent

Virtual sound source

With microphone

Distance between

It may be a formula for determining whether or not there is a reflected wave (peak). That is, the quality value may be a formula to check whether there is a reflection distance of a corresponding distance between the virtual sound source and the indoor shock response.

공간 추정 장치(300)는 노이즈에 의해 발생할 수 있는 오차를 고려하여 가상 음원과 마이크로폰 사이의 거리에

의 마진을 주어 이를 판별할 수 있다.The space estimating apparatus 300 considers the error that may be caused by noise and determines the distance between the virtual sound source and the microphone.

This can be determined by giving a margin of.

번째 공통 접선에 의한

의 합이

이면 모든 음원

개에 의해 모든 마이크로폰

개에 반사파가 측정된 것으로,

는 실제 벽에 해당될 수 있다. 즉, 공간 추정 장치(300)는

인

를 구하는 것으로 반사파 할당 문제를 해결할 수 있다.

By the second common tangent

The sum of

All sound sources

All microphones by dog

The reflected wave was measured in the dog,

May correspond to a real wall. That is, the space estimation apparatus 300

sign

The problem of reflection allocation can be solved by finding.

예를 들어, 마이크가

개 스피커가

개 있고,

번째 공통 접선이 실제 벽이라면, RIR(Room Impulse Response) 상에서 모든 반사파가 측정이 되어야 하므로

개의 피크가 측정되어야 할 수 있다. 따라서, 공간 추정 장치(300)는

를 통해 추정된 벽이 실제 벽인지 여부를 판단할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 측정에는 항상 노이즈가 있으므로

만큼의 마진을 주어 추정된 벽이 실제 벽인지 여부를 판별할 수 있다.For example, Mike

Dog speakers

Have a dog,

If the second common tangent is an actual wall, all reflected waves must be measured on the RIR (Room Impulse Response).

Peaks of dogs may need to be measured. Therefore, the space estimation apparatus 300

It is possible to determine whether the estimated wall is an actual wall. Since the spatial estimation device 300 always has noise in the measurement,

It is possible to determine whether the estimated wall is an actual wall by giving as much margin.

즉, 공간 추정 장치(300)는 Quality value가 마이크로폰의 개수와 음원의 개수를 곱한 값이 되면, 즉 모든 RIR에 해당 딜레이가 있으면 실제 벽이 있는 것으로 판단할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는

에 해당하는 마이크로폰, 음원, 및 거리 인덱스 세트를 구하면 에코 라벨링을 할 수 있다.That is, the spatial estimation apparatus 300 may determine that the quality value is the product of the number of microphones and the number of sound sources, that is, if there is a corresponding delay in all RIRs, there is an actual wall. The space estimation apparatus 300

Echo labeling can be performed by obtaining the corresponding microphone, sound source, and distance index set.

도 16 및 도 17은 공간 추정 장치가 타원의 k 값을 순차적으로 올려 나머지 벽들을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.16 and 17 are diagrams for explaining a process in which the spatial estimator estimates the remaining walls by sequentially raising the k value of the ellipse.

도 16 내지 도 22에서는 공간 추정 장치(300)가 반사파 경로 거리 k=1인 타원들로는 모든 벽을 추정할 수 없으므로, k 값을 순차적으로 올려 추정되지 않은 나머지 벽들을 추정하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.In FIGS. 16 to 22, since the spatial estimation apparatus 300 cannot estimate all walls with ellipses having the reflected wave path distance k=1, a method for estimating the remaining unestimated walls by sequentially increasing the k value will be described. do.

도 16을 참조하면, 반사파 경로 거리 k=1은 반사파의 반사가 한 번 이루어진 경우를 의미할 수 있다. 예를 들어, k=1은 음원이 4개의 벽으로 둘러 싸인 경우 각 마이크로폰에서 벽에 반사가 한 번 되어 측정되는 반사음은 4개가 있을 수 있다. k=1은 벽으로부터 반사된 거리가 가장 짧은 거리의 반사음, 즉 가장 가까운 벽에서 오는 반사음을 의미할 수 있다. k=1인 반사음은 경로가 가장 짧기 때문에 궤적이 방 안에 있을 수 있다.Referring to FIG. 16, the reflected wave path distance k=1 may mean a case in which reflection of the reflected wave is performed once. For example, when k = 1, the sound source is surrounded by four walls, and each microphone may have four reflections measured by reflecting once on the wall. k=1 may mean the reflection sound of the shortest distance reflected from the wall, that is, the reflection sound from the nearest wall. Because k=1 is the shortest path, the trajectory may be in the room.

도 17을 참조하면, 공간 추정 장치(300)가 k 값을 순차적으로 올리면 반사 거리가 증가함에 따라 타원의 크기가 증가할 수 있다. 타원의 크기가 증가하면 타원은 이전에 접하지 않았던 벽에 순차적으로 접하게 될 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 이를 이용해 순차적으로 k 값을 k+1 값으로 올려 추정되지 않은 벽을 추정할 수 있다.Referring to FIG. 17, when the spatial estimation apparatus 300 sequentially increases the k value, the size of the ellipse may increase as the reflection distance increases. As the size of the ellipse increases, the ellipse may come into contact with a wall that was not previously encountered. The spatial estimation apparatus 300 may use this to sequentially increase the k value to the k+1 value to estimate the unestimated wall.

즉, 공간 추정 장치(300)는

인 타원들의 집합부터 k 값을 순차적으로 증가시켜 방을 추정할 수 있다. 집합의 위 첨자는 순차(iteration)의 숫자를 의미할 수 있다.That is, the space estimation apparatus 300

From the set of phosphorus ellipses, we can estimate the room by sequentially increasing the value of k. The superscript of a set can mean the number of iterations.

예를 들어, (a)에서 공간 추정 장치(300)는 추정 순차 i=1에서 가장 짧은 반사파 경로를 가지는 k=1의 타원인

을 생성할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는

의 접선을 통해 제1 벽(w1)을 추정할 수 있다.For example, in (a), the spatial estimation apparatus 300 is an ellipse of k=1 having the shortest reflected wave path in the estimated sequence i=1.

You can create The space estimation apparatus 300

The first wall w1 may be estimated through the tangent line of.

(b)에서 공간 추정 장치(300)는 추정 순차 i=2에서 두번째로 짧은 반사파 경로를 가지는 k=2의 타원인

를 생성할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는

의 접선을 통해 제2 벽(w2)을 추정할 수 있다.In (b), the spatial estimation apparatus 300 is an ellipse of k=2 having the second shortest reflected wave path in the estimated sequence i=2.

Can generate The space estimation apparatus 300

The second wall w2 may be estimated through the tangent line of.

(c)에서 공간 추정 장치(300)는 추정 순차 i=3에서 세번째로 짧은 반사파 경로를 가지는 k=3의 타원인

을 생성할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는

의 접선을 통해 제3 벽(w3)을 추정할 수 있다.In (c), the spatial estimation apparatus 300 is an ellipse of k=3 having the third shortest reflected wave path in the estimated sequence i=3.

You can create The space estimation apparatus 300

The third wall w3 may be estimated through the tangent line of.

(d)에서 공간 추정 장치(300)는 추정 순차 i=4에서 네번째로 짧은 반사파 경로를 가지는 k=4의 타원인

를 생성할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는

의 접선을 통해 제4 벽(w4)을 추정할 수 있다.In (d), the spatial estimation apparatus 300 is an ellipse of k=4 having the fourth shortest reflected wave path in the estimated sequence i=4.

Can generate The space estimation apparatus 300

The fourth wall w4 may be estimated through the tangent of.

도 16 및 도 17에서 설명한 내용은 기본적인 설명을 위하여 하나의 타원을 예시로 든 것이다. 도 18 내지 도 26에서 공간 추정 장치(300)가 복수의 타원을 이산화하여 생성한 컨벡스헐로 공간을 추정하는 과정에 대해 상세히 살펴보기로 한다.The contents described in FIGS. 16 and 17 illustrate an ellipse as an example for basic explanation. 18 to 26, a process of estimating a space using a convex hull generated by discretizing a plurality of ellipses by the space estimation apparatus 300 will be described in detail.

도 18 내지 도 26은 공간 추정 장치가 복수의 타원의 k값을 순차적으로 올려 공간을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.18 to 26 are diagrams for explaining a process in which the space estimating apparatus sequentially estimates a space by sequentially raising k values of a plurality of ellipses.

도 18을 참조하면, 공간 추정 장치(300)가 이산화한 복수의 타원(1410, 1420, 1430, 1440, 및 1450)과, 복수의 타원(1410, 1420, 1430, 1440, 및 1450)에 기초하여 생성한 컨벡스 헐(1000)을 나타낸다. 제1 타원(1410), 제2 타원(1420), 및 제3 타원(1430)의 공통 접선이 제1 벽(w1)으로 추정된 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 18, based on a plurality of ellipses 1410, 1420, 1430, 1440, and 1450 discretized by the spatial estimation apparatus 300, and a plurality of ellipses 1410, 1420, 1430, 1440, and 1450 The generated convex hull 1000 is shown. It can be seen that the common tangent of the first ellipse 1410, the second ellipse 1420, and the third ellipse 1430 is estimated as the first wall w1.

도 19를 참조하면, 그래프들은 도 18의 제1 추정 순차(i=1)일때 각 마이크로폰의 k를 나타낸다. 즉, 공간 추정 장치(300)의 추정 순차가 i=1일 때, 모든 타원의 반사파 경로 거리 k=1인 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 19, the graphs represent k of each microphone when the first estimated sequence (i=1) of FIG. That is, it can be seen that when the estimated sequence of the spatial estimation apparatus 300 is i=1, the reflected wave path distance k=1 of all ellipses.

공간 추정 장치(300)가 순차적으로 타원의 반사 거리 k를 k+1로 진행할 수 있는 타원은 타원이 접한 벽이 모두 추정된 타원일 수 있다. 예를 들어, 공간 추정 장치(300)는 k를 k+1로 진행 가능한 타원을 두 가지 방법으로 알아낼 수 있다.An ellipse in which the space estimating apparatus 300 can sequentially progress the reflection distance k of the ellipse to k+1 may be an ellipse in which all the walls in contact with the ellipse are estimated. For example, the spatial estimation apparatus 300 may find an ellipse that can proceed k to k+1 in two ways.

첫 번째 방법은, 공간 추정 장치(300)가

번째 순차까지 추정한 공간의 집합을

라 하면,

번째 순차에서 방 내부의 꼭지점은

로 표현할 수 있다.In the first method, the spatial estimation device 300

The set of spaces estimated up to the first sequence

If you say,

In the first sequence, the vertices inside the room

Can be expressed as

공간 추정 장치(300)는 마이크로폰

과 음원

에 의한 타원이

을 구성하지 않는 다면,

에 의한 타원의 반사 거리 k를 k+1로 업데이트 할 수 있다. 즉, 공간 추정 장치(300)는 이산화된 타원의 점이 컨벡스 헐을 구성하는 꼭지점을 포함하고 있지 않다면

에 의한 타원의 반사 거리 k를 k+1로 업데이트 할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 수학식 18을 통해

를 구할 수 있다.The space estimation apparatus 300 is a microphone

And sound source

By ellipse

If you do not configure

The reflection distance k of the ellipse by can be updated to k+1. That is, if the point of the discretized ellipse does not include the vertices constituting the convex hull,

The reflection distance k of the ellipse by can be updated to k+1. Spatial estimation apparatus 300 through Equation 18

Can be obtained.

은 k+1로 진행 가능한 타원의

를 의미할 수 있다.

은

번째 순차의 타원들 중

번째까지 생성된 컨벡스 헐의 꼭지점을 구성하지 않는 타원의 쌍

의 집합을 의미할 수 있다.

은 타원에 접한 벽이 모두 추정된 타원으로 k를 k+1로 업데이트 할 수 있다.

Is an ellipse that can proceed with k+1

Can mean

silver

Of the ellipses of the first sequence

A pair of ellipses that do not form the vertex of the convex hull created up to

Can mean a set of

It is possible to update k to k+1 as the ellipse where all the walls in contact with the ellipse are estimated.

두 번째 방법은, 공간 추정 장치(300)는 만약

이면 즉, 모든 타원이 꼭지점을 구성하는 점을 포함하는 경우 업데이트 가능한 타원이 없다고 판단할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 업데이트 가능한 타원이 없다고 판단한 경우

의 모든 점에 대해 접선의 기울기를 수학식 19를 통해 구할 수 있다.The second method, if the space estimation apparatus 300

In other words, if all the ellipses include points constituting the vertices, it can be determined that there is no updateable ellipse. When the space estimation apparatus 300 determines that there is no updateable ellipse

The slope of the tangent line can be obtained from Equation 19 for all points of.

는 꼭지점

를 포함하는 타원

의 conic 매트릭스일 수 있다. 이러한 경우

에 의한 타원들에 접한 모든 벽을 추정할 수 있으므로 공간 추정 장치(300)는 모든

에 대해 k를 k+1로 업데이트할 수 있다.

The vertex

Oval containing

It can be a conic matrix of. In this case

Since all the walls in contact with the ellipses by can be estimated, the space estimation apparatus 300 is

K can be updated to k+1.

즉, N의 집합의 원소가 없다는 것은, 모든 마이크로폰

, 음원

로 이루어진 타원이

을 구성하는데 사용되는 것일 수 있다. 따라서, 공간 추정 장치(300)는 수학식 18로는 타원에 접한 모든 접선을 판별하지 못할 수 있다.In other words, there is no element of the set of N, all microphones

, soundtrack

Oval made of

It may be used to configure. Therefore, the spatial estimation apparatus 300 may not be able to discriminate all tangent lines in contact with the ellipse using Equation 18.

공간 추정 장치(300)는 타원에 접한 모든 접선을 판별하기 위하여 수학식 19를 이용해 꼭지점

의 모든 점에서 접선을 구할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 구한 접선들이 Quality value로 공간을 구성하는 벽인지 판별하여 Vin에 접한 모든 벽을 구할 수 있다.The space estimating apparatus 300 uses vertex 19 to determine all tangents tangent to the ellipse.

You can get the tangent line at any point of. The space estimating apparatus 300 may determine whether the obtained tangent lines constitute a wall as a quality value and obtain all walls contacting Vin.

공간 추정 장치(300)는

에 접한 모든 벽을 구했으로, 모든

쌍에 대해 k+1로 업데이트가 가능할 수 있다. 그 이유는, 공간 추정 장치(300)가 벽 외부의 꼭지점들을 제거하여도 무방하기 때문일 수 있다.The space estimation apparatus 300

As I saved all the walls that touched, all

It may be possible to update to k+1 for the pair. The reason may be that the space estimation apparatus 300 may remove the vertices outside the wall.

도 20 내지 도 23을 참조하면, 공간 추정 장치(300)는 타원들에 대해 순차적으로 k+1로 업데이트 할 수 있다. 즉, 도 20에서 제2 타원(1420)이 크기가 변화한 것을 확인할 수 있다. 도 21에서 제2 타원(1420)의 그래프인 r2를 보면, 반사파 경로 거리 k 값이 k=2로 업데이트 된 것을 확인할 수 있다.20 to 23, the spatial estimation apparatus 300 may sequentially update k+1 for ellipses. That is, it can be seen from FIG. 20 that the size of the second ellipse 1420 has changed. Referring to r2, which is a graph of the second ellipse 1420 in FIG. 21, it can be seen that the reflected wave path distance k value has been updated to k=2.

같은 방법으로 도 22에서 제1 타원(1410), 제3 타원(1430), 및 제4 타원(1440)이 크기가 변화한 것을 확인할 수 있다. 도 23에서 제1 타원(1410), 제3 타원(1430), 및 제4 타원(1440)의 그래프인 r1, r3, 및 r4를 보면 반사파 경로 거리 k 값이 k=2로 업데이트 된 것을 확인할 수 있다.In the same way, it can be seen from FIG. 22 that the size of the first ellipse 1410, the third ellipse 1430, and the fourth ellipse 1440 has changed. Looking at graphs r1, r3, and r4 of the first ellipse 1410, the third ellipse 1430, and the fourth ellipse 1440 in FIG. 23, it can be seen that the reflected wave path distance k value has been updated to k=2. have.

도 24 및 도 25를 참조하면, 공간 추정 장치(300)는

에서 진행가능한 타원

으로 판단할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는

으로 판단한 경우 다음 순차인

에서 컨벡스 헐의 꼭지점

의 모든 점에서의 접선을 수학식 19로 구하여 마지막 벽

를 추정할 수 있다.Referring to FIGS. 24 and 25, the spatial estimation device 300

Ovals

You can judge. The space estimation apparatus 300

If judged as the next sequential person

In Convex Hull

Find the tangent line at all points in Eq. 19 to get the final wall.

Can be estimated.

도 26을 참조하면, 공간 추정 장치(300)가 k의 순차를 진행할수록 타원들에 의한 컨벡스 헐의 영역은 점차 증가할 수 있다. 공간 추정 장치(300)는 k에 의한 순차적인 알고리즘을 계속 진행하므로 진행 알고리즘을 끝내기 위한 방법이 필요할 수 있다.Referring to FIG. 26, as the space estimating apparatus 300 progresses k, the area of the convex hull by ellipses may gradually increase. Since the spatial estimation apparatus 300 continues the sequential algorithm by k, a method for ending the progress algorithm may be needed.

도 26에서 공간 추정 장치(300)가 추정한 벽(w1, w2, w3, 및 w4)로 이루어진 공간인

내부에 더 이상 컨벡스 헐의 꼭지점

이 존재하지 않는 것을 알 수 있다. 공간의 내부에 컨벡스 헐의 꼭지점이 존재하는 않는 경우 더 이상 추정될 수 있는 벽이 없다는 의미일 수 있다. 추정될 벽이 없다는 것은 공간의 추정이 모두 끝난 것을 의미할 수 있다.In FIG. 26, a space composed of the walls w1, w2, w3, and w4 estimated by the space estimating apparatus 300 is

No more convex hull vertices inside

It can be seen that this does not exist. If the vertex of the convex hull does not exist inside the space, it may mean that there is no wall that can be estimated anymore. The absence of a wall to be estimated may mean that the estimation of the space has been completed.

따라서, 공간 추정 장치(300)는 k를 k+1로 업데이트하는 순차적 알고리즘을 종료할 수 있다. 즉, 공간 추정 장치(300)는 수학식 20을 만족하는 경우 공간 추정 알고리즘을 종료할 수 있다.Therefore, the spatial estimation apparatus 300 may end the sequential algorithm for updating k to k+1. That is, the spatial estimation apparatus 300 may end the spatial estimation algorithm when Equation 20 is satisfied.

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. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

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 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 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, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodied in the transmitted signal wave. The software may be distributed on networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims

Receiving reflected waves measured by a plurality of microphones by reflecting the sound output from a sound source on a wall;
Generating a first convex hull that is a convex polygonal region based on the location of the sound source, the locations of the plurality of microphones, and the reflected waves; And
Estimating a space in which the sound source is located based on tangent lines of the first convex hull
Space estimation method comprising a.

According to claim 1,
The tangents are tangents using a vertex of the first convex hull as a contact point.
Space estimation method.

According to claim 1,
The generating step,
Generating a plurality of trajectory ellipses defined based on the position of the sound source, the positions of the plurality of microphones, and the reflected waves; And
Generating the first convex hull which is an area including all of the plurality of ellipses
Space estimation method comprising a.

According to claim 3,
The step of generating the plurality of ellipses,
Calculating time of arrival at which the reflected waves are each measured by any one of the plurality of microphones;
Calculating reflection distances at which the reflected waves reach any one of the plurality of microphones based on the arrival times; And
The plurality of ellipses are generated by setting the position of any one of the plurality of microphones and the position of the sound source as the respective focus, and the reflection distance from the sound source to the one position as the sum of the distances at each focus. Steps to
Space estimation method comprising a.

According to claim 3,
The step of generating the first convex hull, which is an area including all of the plurality of ellipses,
Discretizing the plurality of ellipses to generate points; And
Generating the first convex hull which is an area including all of the points
Space estimation method comprising a.

The method of claim 5,
The estimating step,
Generating common tangents of the plurality of ellipses having a vertex of the first convex hull as a contact point;
Estimating a wall forming the space based on the common tangents; And
Estimating the space using the estimated wall
Space estimation method comprising a.

The method of claim 6,
Estimating the wall,
Setting a virtual image source for each contact point of the common tangent lines;
Calculating a virtual distance between the location of the virtual sound source and the location of the microphone on which each contact is generated for each contact; And
Estimating the common tangents as a wall according to whether the actual distance and the virtual distance of the location of the sound source and the location of the microphone on which each contact is generated coincide.
Space estimation method comprising a.

The method of claim 7,
The step of estimating the common tangents as a wall is:
Determining whether the virtual distance and the actual distance match; And
Estimating the common tangents as a wall when the virtual distance and the actual distance match
Space estimation method comprising a.

The method of claim 5,
Extracting a first ellipse that does not include a vertex of the first convex hull among the plurality of ellipses;
Generating a second ellipse based on the subsequent reflected wave measured in the next order of the preceding reflected wave which is the basis for generating the first ellipse; And
Generating a second convex hull based on the second ellipse and the remaining ellipses other than the first ellipse among the plurality of ellipses.
Space estimation method further comprising a.

The method of claim 9,
Completing the estimation of the space according to whether all of the vertices of the second convex hull exist outside the space
Space estimation method further comprising a.

The method of claim 10,
Completing the estimation,
Determining whether all of the vertices are outside the space;
When all of the vertices are outside the space, completing estimation of the space
Space estimation method comprising a.

A receiver receiving reflected waves measured by a plurality of microphones by reflecting the sound output from a sound source on a wall; And
A first convex hull, which is an area of a convex polygon, is generated based on the position of the sound source, the positions of the plurality of microphones, and the reflected waves,
A signal processor that estimates a space in which the sound source is located based on tangent lines of the first convex hull
Space estimation device comprising a.

The method of claim 12,
The tangents are tangents using a vertex of the first convex hull as a contact point.
Space estimation device.

The method of claim 12,
The signal processor,
Generating a plurality of ellipses of a trajectory defined based on the position of the sound source, the positions of the plurality of microphones, and the reflected waves,
Generating the first convex hull which is an area including all of the plurality of ellipses
Space estimation device.

The method of claim 14,
The signal processor,
Calculates the time of arrival at which the reflected waves are measured by any one of the plurality of microphones,
Based on the arrival times, calculates reflected distances at which the reflected waves reach any one of the plurality of microphones,
The plurality of ellipses are generated by setting the position of any one of the plurality of microphones and the position of the sound source as the respective focus, and the reflection distance from the sound source to the one position as the sum of the distances at each focus. doing
Space estimation device.

The method of claim 14,
The signal processor,
The plurality of ellipses are discretized to produce points,
Generating the first convex hull which is an area including all of the points
Space estimation device.

The method of claim 16,
The signal processor,
Generating common tangents of the plurality of ellipses having the vertices of the first convex hull as a contact point,
Estimate the wall forming the space based on the common tangents,
Estimating the space using the estimated wall
Space estimation device.

The method of claim 17,
The signal processor,
A virtual image source is set for each contact point of the common tangent lines,
Calculate the virtual distance of the location of the virtual sound source and the location of the microphone on which each contact was created, for each contact,
Estimating the common tangents as a wall according to whether the actual distance and the virtual distance of the location of the sound source and the location of the microphone on which each contact is generated coincide.
Space estimation device.

The method of claim 18,
The signal processor,
Determine whether the virtual distance and the actual distance match,
If the virtual distance and the actual distance coincide, the common tangents are estimated as a wall.
Space estimation device.

The method of claim 16,
The signal processor,
A first ellipse not including a vertex of the first convex hull is extracted from the plurality of ellipses,
In generating the first ellipse, a second ellipse is generated based on a trailing reflected wave measured in the next order of the preceding reflected wave which is the basis for generating the first ellipse,
Generating a second convex hull based on the second ellipse and the remaining ellipses other than the first ellipse among the plurality of ellipses
Space estimation device.

The method of claim 20,
The signal processor,
The estimation of the space is completed according to whether the vertices of the second convex hull are all outside the space.
Space estimation device.

The method of claim 21,
The signal processor,
Determine whether all of the vertices are outside the space,
If all of the vertices are outside the space, the estimation of the space is completed.
Space estimation device.