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(19) 한민 특허청(KR)(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개 10-2011-0060183
(43) 공개 2011 06월08
(51) Int. Cl.
G01S 3/86 (2006.01) G01S 3/80 (2006.01)(21) 원 10-2009-0116696
(22) 원 2009 11월30
심사청 2009 11월30
(71) 원
한 과학 술연 원
울 하월곡동 39-1
(72)
울특별시 강남 1동 삼 아 트 107동803
문상
울특별시 강남 청담동 진흥아 트 8동 502
(뒷 에 계 )
(74) 리
순 , 철
체 청 항 수 : 10 항
(54) 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리
(57) 약
플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 는 복수 개 채 신 채 간 달함수
하는 달함수 , 상 달함수 에 채 간 달함수에 채 간 스 답 득하는
스 답 득 상 스 답 득 에 득 채 간 스 답 원에 직 생
는 직 시간 가지는 사 하여 사 거하는 사 거 포함하여 다.
플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 복수 개 채 신 채 간 달함수
하는 단계 , 채 간 달함수에 채 간 스 답 득하는 단계 득 채 간 스 답
원에 직 생 는 직 시간 가지는 사 하여 사 거하는 단계 포
함하여 다.
도 - 도8
공개특허 10-2011-0060183
- 1 -
(72)
진
울특별시 강남 압 동 아 트 74동306
상문
역시 달 상 동 월 보 아 트 103동 801
공개특허 10-2011-0060183
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특허청
청 항 1
복수 개 채 신 채 간 달함수 하는 달함수 ;
상 달함수 에 채 간 달함수에 채 간 스 답 득하는 스 답 득 ;
상 스 답 득 에 득 채 간 스 답 원에 직 생 는 직 시간
가지는 사 하여 사 거하는 사 거 포함하는 것 특징 하는 플랫폼
에 해 생한 사 거 신 처리 .
청 항 2
1항에 어 ,
상 채 간 달함수는 가 1 채 신 2 채 신 간 차 도 함수 고,
가 2 채 신 스 트럼 도 함수 나타낼 ,
수학식 것 특징 하는
플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 .
청 항 3
1항에 어 ,
상 달함수 에 채 간 달함수 시간 역 변 하는 시간 역 변 ;
상 사 거 에 사 가 거 채 간 스 답 주 수 역 변 하는 주 수 역 변
포함하는 것 특징 하는 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 .
청 항 4
1항에 어 ,
상 사 거 는 상 스 답 득 에 득 채 간 스 답 도우 하여 사 거
하는 것 특징 하는 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 .
청 항 5
4항에 어 ,
도우 해 도우 , 틀릿-한 도우 , 틀릿 도우 , 블랙맨 도우 , 보만 도우 , 체비 프
도우 , 플랫 톱 도우 , 가우시안 도우 , 한 도우 , 도우 , 누탈 도우 , 도
우 , 키 도우 , 사각 도우 , 삼각 도우 택 는 것 특징 하는 플랫폼에
해 생한 사 거 신 처리 .
청 항 6
복수 개 채 신 채 간 달함수 하는 단계;
채 간 달함수에 채 간 스 답 득하는 단계;
득 채 간 스 답 원에 직 생 는 직 시간 가지는 사 하여
사 거하는 단계 포함하는 것 특징 하는 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리
.
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청 항 7
6항에 어 ,
상 채 간 달함수는 가 1 채 신 2 채 신 간 차 도 함수 고,
가 2 채 신 스 트럼 도 함수 나타낼 ,
수학식 것 특징 하는
플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 .
청 항 8
6항에 어 ,
상 채 간 달함수 하는 단계에 채 간 달함수 시간 역 변 하는 단계;
상 사 거하는 단계에 사 가 거 채 간 스 답 주 수 역 변 하는 단계
포함하는 것 특징 하는 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 .
청 항 9
6항에 어 ,
상 사 거하는 단계는 상 채 간 스 답 득하는 단계에 득 채 간 스 답
도우 하여 사 거하는 단계 포함하는 것 특징 하는 플랫폼에 해 생한 사 거 신
처리 .
청 항 10
9항에 어 ,
도우 해 도우 , 틀릿-한 도우 , 틀릿 도우 , 블랙맨 도우 , 보만 도우 , 체비 프
도우 , 플랫 톱 도우 , 가우시안 도우 , 한 도우 , 도우 , 누탈 도우 , 도
우 , 키 도우 , 사각 도우 , 삼각 도우 택 는 것 특징 하는 플랫폼
에 해 생한 사 거 신 처리 .
상 한
술 야
본 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 에 한 것 다.[0001]
경 술
근래 들어 간과 상 할 수 는 지능 산업 많 심 상 고 다. 간과 간 상[0002]
(Human-Robot Interaction; HRI) 과 루어지 해 는 상
하게 악하는 것 하다. 라 청각 하여 원 향 악하는 원 향 검지 술
HRI 한 필수 술 하나 다.
래 원 향 검지 술 는 도달 지연 시간(Time Delay Of Arrival; TDOA) 하는 , 플랫폼[0003]
리 달함수(Head-Related Transfer function: FRTF) 스 하는 과 다수 마 크 폰
어 하는 빔포 (Beamforming) 등 다.
도달 지연 시간 하는 각 에 도달하는 지연시간 하여 원 향 [0004]
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하는 , 알고리 간단하고 계산량 어 실시간 원 에 많 사 고 다. 그러나, 사
람 귀 같 역에 마 크 폰 하여야 하는 약 경우 , 마 크 폰간 거리
가 짧아지는 경우, 해능 어지게 는 단 다. 또한, 역에 개 마 크 폰만 사
할 경우 같 지연 시간 가지는 원 는 2차원 평 상에 곳 재하 문에 앞- 동 상
(Front-Back Confusion) 생하게 다. , 개 마 크 폰만 사 할 경우 지연 시간차에만 근거하여
원 하 , 앞- 가능한 문 다.
리 달함수 스 하는 리 달함수 크 (Magnitude) 보 상(Phase) 보 사[0005]
하여 원 향 검지하게 다. 간 향 검지 과 사한 취하나 에 한
달함수 변 양상 주 수 역(~4 kHz)보다 주 수 역에 나타나므 상 큰 공귀
사 해야 한다는 과 향 검지 한 스 양 커진다는 단 다.
또한, 빔포 가상 원 시키 실 원 맞춰가는 것 본원리 하[0006]
는 , 다수 가 고 어 루어야 한다. 다수 마 크 폰 사 할 경우 고사양 신
처리 하드웨어가 뿐만 아니라 처리해야 하는 량 많아지므 실시간 향 검지에 합하다는
단 지닌다.
상 같 래 원 향 검지 술 만들어진 공귀는 플랫폼에 한 향 , 가 플랫폼에[0007]
해 사 원 향 검지에 사 는 마 크 폰에 는 사 향 게 어 한 원
향 검지에 어 움 었다. 플랫폼 태에 라 청각 는 에 합한 태
가지 라 새 운 개 경우, 그에 라 사 향 거하 한 청각 시스 또한
새 개 어야 하는 문 다.
내
과 해결수단
상술한 같 래 술 문 해결하 한 본 , 원에 직 생 는 직 시간 [0008]
가지는 사 하여 사 거함 , 원 향 검지 술 다양한 플랫폼에
게 할 수 도 하는 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 에 한 것 다.
상 달 하 한 본 에 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 는[0009]
복수 개 채 신 채 간 달함수 하는 달함수 , 상 달함수 에
채 간 달함수에 채 간 스 답 득하는 스 답 득 상 스 답 득 에
득 채 간 스 답 원에 직 생 는 직 시간 가지는 사 하여
사 거하는 사 거 포함하여 다.
상 사 거 신 처리 는 상 달함수 에 채 간 달함수 시간 역 변 하[0010]
는 시간 역 변 상 사 거 에 사 가 거 채 간 스 답 주 수 역 변
하는 주 수 역 변 포함할 수 다.
상 달 하 한 본 다 에 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리[0011]
복수 개 채 신 채 간 달함수 하는 단계 , 채 간 달함수에 채 간
스 답 득하는 단계 득 채 간 스 답 원에 직 생 는 직 시간
가지는 사 하여 사 거하는 단계 포함하여 다.
상 사 거 신 처리 상 채 간 달함수 하는 단계에 채 간 달함수 시간[0012]
역 변 하는 단계 상 사 거하는 단계에 사 가 거 채 간 스 답 주 수
역 변 하는 단계 포함할 수 다.
과
본 에 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 , 원 향 검지 술 다양[0013]
한 플랫폼에 게 할 수 도 하여 단 원 향 검지 개 에 할 수 다.
실시 한 체 내
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하에 , 첨 도 참 하여 본 람직한 실시 에 하여 상 히 살펴본다.[0014]
도 1 수직 극 계(vertical-polar coordinates) 도시한 도 다. 본 실시 에 공귀[0015]
하여 수평각( ) 0도 앙 상에 재하는 , 2차원 평 상에 재하는 원 고도각
( ) 할 수 다.
도 2a 도 2b는 본 실시 에 원 향 검지 한 공귀 다. 도 2a 참 하 각각 상[0016]
한 채 가진 개 마 크 폰(201, 202) 개 마 크 폰(201, 202) 사 에 는 물
(203) 포함한다. 상 물(203) 향 검지 상 원에 사 어 개 마 크 폰 는
신 차 할 수 다.
본 실시 에 , 상 물(203) 간 귀에 귓 퀴 사한 상 가지도 계 수[0017]
, 하 상 물(203) 귓 퀴 지 한다. 러한 물 통해 개 마 크 폰(201, 202)
는 신 차 가 고, 통해 하게 원 향 앞- 할 수 게 다. 러
한 아 어에 하여 7cm 귓 퀴 과 마 크 폰 착가능하도 공귀 하 도 2a에
도시하 다. 마 크 폰 택하 하여 다수 마 크 폰 사 한 실험 가능하도
다수 만들었 택 마 크 폰 는 도 2b에 도시 다.
도 2a 도 2b에 도시한 공귀는 본 에 실시 에 과하 , 본 에 공귀는 마 크 폰[0018]
물 개수 또는 에 라 다양하게 수 다.
도 3 원에 한 직 플랫폼에 해 생 사 가 공귀에 마 크 폰에 도달하[0019]
게 는 경 하 한 도 다. 만약 건 만 하는 경( 에 해 사가
어나는 물리 가 없는 경) 라 앞 언 한 사 (304)들 생겨나지 않 원(301) 향
검지할 공귀(302)에 착 마 크 폰에는 에 해 직 (303)만 재하게 다.
하지만, 간 사람과 닮 한 태, 들 , 리, 어 , 과 다리 등 재하는 플랫폼
(305) 태 취하고 러한 간 실 는 경 건 만 하는
경과는 달리 직 (303) 에도 플랫폼(305) 주 경( 닥, 벽, 등)에 해 사
( 사 )(304)도 공귀(302)에 착 마 크 폰 달 다. 도식 나타내 도 3
과 같다. 원(301)에 한 직 (303) 플랫폼(305)에 한 사 (304)가 함께 마 크 폰에 해
, 실 원(301) 향 검지 해 사 는 채 간 달함수(Inter-channel Transfer Function:
IcTF)는 다 수학식 1과 같 다.
수학식 1
[0020]
여 에 1 채 신 2채 신 간 차 도 함수(cross power density[0021]
function) 2 채 신 스 트럼 도 함수(power spectral density
function) 나타낸다.
도 4는 직 사 가 포함 신 채 간 달함수 상 보 나타낸 도 다. 원 향 검지[0022]
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하 해 는 상 보 할 가 상 능 보 다. 하지만, 도 4에
보는 같 에 상 보 사 하 에는 한계가 시킬 필 다.
라 , IcTF 시간 역 변 하여 채 간 스 답(Inter-channel Impulse Response: IcIR)
하여 살펴보 플랫폼 주 경( 닥, 벽, 등)에 해 사 가 포함 어 는 것 할 수
다.
도 5는 해 도우 한 본 실시 에 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리[0023]
도시한 도 다. 도 5 참 하 간 실 는 경에 신 는 직 (501)
도 플랫폼에 한 사 (502), 주 경에 한 사 (503) 등 포함할 수 다. 본 에
안 사 거 신 처리 사 직 (501)에 한 과만 하 한 것 다. 라 ,
플랫폼에 한 사 (502), 주 경에 한 사 (503) 나타내는 째 째 피크(peak)
시간 역에 거하여야 한다. , 도 5과 같 해 도우(Hamming window)(504) 하여 IcTF 시간
역 변 한 IcIR에 하여 도우 (windowing) 해 사 (502, 503)에 한 향 거시
수 다.
같 도우 IcIR 다시 주 수 역 변 하여 도우 IcTF 득할 수 도우[0024]
IcTF 상 보는 도 6과 같 나타난다. 도 6 참 하 도 4에 나타난 상 보에 비하여 비약
어 알 수 다.
도 7 본 실시 에 라 사 가 거 신 한 원 향 검지 능 도시한 도 다.[0025]
*가 찍힌 실 원 나타내고 o가 찍힌 원 나타낸다. 그림 참 하
실 원 원 가 거 하고 알 수 다.
본 실시 에 시한 해 도우 한 도우 (해 도우 ) 시 것 , 틀릿-한[0026]
(Bartlett-Hann) 도우 , 틀릿(Bartlett) 도우 , 블랙맨(Blackman) 도우 , 보만(Bohman) 도우 ,
체비 프(Chebyshev) 도우 , 플랫 톱(Flat top) 도우 , 가우시안(Gaussian) 도우 , 한(Hann) 도우
, (Kaiser) 도우 , 누탈(Nuttall) 도우 , (Parzen) 도우 , 키(Tukey) 도우 , 사
각(rectangular) 도우 , 삼각(triangular) 도우 등 사 거 한 다 도우
수 다.
하에 는, 본 실시 에 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 수식[0027]
살펴보도 한다.
x[n] 1 채 에 신 라고 하고 y[n] 2 채 에 신 라 하 . [0028]
수학식 2
[0029]
여 , , s[n]과 r[n] 각각 원 신 (직 ) 신 ( 사 ) 나타내고 x[n] y[n][0030]
각각 타 시퀀스(time sequence) 나타낸다. 사 (delay) 항들 경우, ndx ndy-는 각각
원 신 시간 , rdx rdy-는 각각 신 시간
나타낸다. 수학식 2 Z 변 하 다 수학식 도 다.
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수학식 3
[0031]
X(z) Y(z)는 각각 x[n]과 y[n] Z 변 나타낸다. 여 z 변 채 간 달함수 해보 다 수[0032]
학식과 같 나타난다.
수학식 4
[0033]
채 신 에 포함 사 향 직 향보다 , 는 1보다 게 고, 수학식 4는 다[0034]
수학식과 같 나타낼 수 다.
수학식 5
[0035]
식에 직 는 ndy-ndx 만큼, 사 는 rdy-nd-x 만큼 어드 스(advance) 가지고 나타나는[0036]
것 할 수 다. 라 , 사 향 직 향보다 경우, 직 사 가 히 리
, 에 라 도우 통하여 사 향 직 향 리할 수 게 다. 같
원 사 가 재하는 공간 내에 도 직 에 한 향만 고 할 수 는 것 다.
도 8 본 실시 에 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 도시한 순 도[0037]
다. 도 8에 도시 사 거 신 처리 시 것 , 각 단계가 상 한 동 수행 거나 다
순 수행 수도 다. 또한, 각 단계는 본 에 사 거 신 처리 실시하 한 필수
단계는 아니 , 단계가 생략 거나 체 어 수행 수도 다.
도 8 참 하 , 사 거 신 처리 복수 개 채 신 채 간 달함수(Inter-[0038]
channel Transfer Function: IcTF) (S801)하는 것 시 다. 복수 개 채 신 는 상
한 채 가진 복수 개 마 크 폰에 는 신 수 다. 사 거 해 IcTF는 시간 역
변 수 다(S802). 그 다 , IcTF 채 간 스 답(Inter-channel Impulse Response: IcIR)
득한다(S803). 그리고, 득 채 간 스 답 원에 직 생 는 직 시간 가
지는 사 하여 사 거한다(S804). 상 사 는 도우 하여 거 수 다. 여
사 가 거 IcIR 원 향 검지에 할 수 도 주 수 역 변 수 다(S805).
상 본 특 실시 도시하고 하 나, 본 술사상 첨 도 과 상 한 내[0039]
에 한 하지 않 본 사상 어나지 않는 내에 다양한 태 변 가능함 야
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통상 지식 가진 에게는 한 사실 , 러한 태 변 , 본 신에 지 않는
내에 본 특허청 에 한다고 볼 것 다.
도 간단한
도 1 수직 극 계(vertical-polar coordinates) 도시한 도 다.[0040]
도 2a 도 2b는 본 실시 에 원 향 검지 한 공귀 다. [0041]
도 3 원에 한 직 플랫폼에 해 생 사 가 공귀에 마 크 폰에 도달하[0042]
게 는 경 하 한 도 다.
도 4는 직 사 가 포함 신 채 간 달함수 상 보 나타낸 도 다.[0043]
도 5는 해 도우 한 본 실시 에 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리[0044]
도시한 도 다.
도 6 본 실시 에 라 사 가 거 채 간 달함수 상 보 나타낸 도 다.[0045]
도 7 본 실시 에 라 사 가 거 신 한 원 향 검지 능 도시한 도 다.[0046]
도 8 본 실시 에 플랫폼에 해 생한 사 거 신 처리 도시한 순 도[0047]
다.
도
도 1
도 2a
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도 2b
도 3
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도 4
도 5
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도 6
도 7
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