스마트 강의 시스템을 위한 시간차 검출 방식의 실시간 음원 추적 기법 구현

강민수; 오우진

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자료유형: 학술저널

저자정보: 강민수 (금오공과대학교) 오우진 (금오공과대학교)

저널정보: 한국정보통신학회 한국정보통신학회논문지 한국정보통신학회논문지 제21권 제4호

발행연도: 2017.4

수록면: 708 - 717 (10page)

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음원 추적은 지능형 CCTV, 화상회의시스템 , 음성 명령 인식 등에서 널리 활용되고 있다. 본 논문에서는 스마트 강의시스템에 적합한 천정 부착형 직교배열 마이크로 음성 신호의 도착 시간차인 TDoA(Time Difference of Arrival)를 이용하는 실시간 음원추적 기법을 제안한다. TDoA를 위한 점 음원과 평행음원 모델을 분석하고, 3개의 선형배열 마이크를 이용하여 상호 상관 방안을 제안하였다. 또한 직교축에 십자 배열된 5개의 마이크를 사용하여 전방위(omni-direction)에서 음원 추적이 가능함을 보였다. 무음구간을 제거하기 위하여 수신 에너지를 이용하였으며 상호상관을 부호로 연산하여 계산량을 줄이고 추정 결과에 미디언 필터(Median Filter)를 적용하여 안정도를 높였다. 제안된 시스템은 고속 MCU인 TMS320F379D와 MEMs마이크 모듈로 구현하여, 방향 검출 성능이 백색잡음이나 음악 등에 대해서는 0.5도, 음성에 대해서는 6.5도의 정밀도를 보였다.

#음원추적 #직교배열 마이크 #시간차 검출 #스마트 강의 시스템 #Sound location tracking #Array Microphone #TDoA #Smart Lecture System

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J. Murray, S. Wermter and H. Erwin, “Auditory robotic tracking of sound sources using hybrid cross-correlation and recurrent networks,” in Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2005), Edmonton, AB, Canada, pp. 3554-3559, Aug. 2005. B. Lee and B. Choi, “Spherical localization of sound source using triangular microphone Array,” in Proceedings of the Korean Automatic Control Conference (KACC 2009), Institute of Control, Robotics and Systems, Busan, Korea, pp.360-363, 2009. J. Han, S. Han, and Lee, “Sound source tracking control of a mobile robot using a microphone airay,” Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (Korea), vol. 18, no. 4, pp. 343-352, Apr. 2012. S. Oh and K. Park, “Optimal acoustic sound localization system based on a tetrahedron-shaped microphone array,” Journal of Korea Information Scientists and Engineers, vol. 43, no. 1, pp. 13-26, Jan. 2016. J. Ramirez, J. M. Gorriz, and J. C. Segura, Voice activity detection. fundamentals and speech recognition system robustness. I-TECH, Vienna, Austria, 2007.

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