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구면 마이크 어레이 기반 딥러닝 음원 위치추정 연구

Deep Learning for Sound Source Localization with Spherical Microphone Arrays

연구 내용

구면 마이크 어레이 측정에서 격자 제약 없이 다중 음원을 고해상도로 위치추정하기 위한 딥러닝 기반 표현과 모델을 개발하는 연구

구면 마이크 어레이에서 다중 음원 위치와 세기를 안정적으로 추정하기 위해 격자 제약이 없는 구면 타깃 맵 표현을 구성합니다. 이어서 기존 구면 빔포밍 맵을 고해상도 결과로 변환하기 위한 듀얼 브랜치 구면 컨볼루션 오토인코더를 설계합니다. 측정 시스템의 유효 주파수 범위 한계와 공간 왜곡, 데이터 기반 SSL의 격자 관련 제약을 완화하기 위해 주파수 변이와 왜곡 불변 전략을 통합합니다. 또한 다중 음원용 전방위 음향 실험 구성을 제시해 알고리즘 성능의 적용성을 검증합니다.

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연구 흐름

초기에는 구면 측정에서 음원 분포를 동시에 표현할 수 있는 구면 타깃 맵을 정립하고, 빔포밍 기반 입력에서 격자 제약을 회피하는 표현을 확보했습니다. 이후에는 듀얼 브랜치 구면 컨볼루션 오토인코더로 고해상도 위치추정으로의 변환을 수행하도록 확장했습니다. 마지막으로 주파수 변이 및 공간 왜곡을 고려하는 학습 전략을 적용해 다중 음원 상황에서 정확도와 계산 효율을 함께 개선하는 방향으로 연구를 수행했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 전방위 음향 장면 인식
  • 실내 음원 위치추정
  • 무인 감시용 청각 센싱
  • 스마트 로봇 내 청각 내비게이션
  • 음향 기반 품질 모니터링
  • 청각 증강형 인터랙션
  • 음향 지도 생성
  • 빔포밍 결과의 고속 정량화
  • 잡음 환경에서의 위치추정
  • 다중 음원 상황의 신호 처리

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구분

제목

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Deep Learning-Enabled High-Resolution and Fast Sound Source Localization in Spherical Microphone Array System