[음향카메라] Delay and Sum 빔포밍 주파수 도메인 동작 방법(Beamforming, Frequency Domain)

 

목차

 

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Delay-and-Sum Beamforming 주파수 영역 동작 방식

 

 

Delay-and-Sum Beamformer 의 주파수 영역(Frequency Domain)에서의 동작 원리는 시간 영역(Time Domain)과 유사합니다. 위 그림은 2개의 음원(Sound Source)가 일련의 마이크로폰 어레이(Microphone Array)에 배치되어 있는 구성입니다. 그림에서 파란색 원이 마이크로폰입니다. 

 

 

1. 그림에서 점선과 같이 두개의 음원은 각 각의 경로로 마이크로폰에 도달 합니다. 이렇게 형성된 다른 경로는 사운드의 도착 시간과 위상에 변화를 주게 됩니다(Delay, Phase).  지연 시간(Delay)은 경로의 길이에 비례합니다. 마이크로폰과 음원 사이 거리와 음원의 속도는 알려진 정보입니다.

 

 

2. 각 마이크로폰에서 측정한 신호를 푸리에 변환(Fourier Transform)을 해서 주파수에 따른 위상과 크기 (Phase, Amplitude) 정보를 가져 옵니다. 음원1의 위상은 위상 조절을 통해 맞춰 줍니다. 음원2의 위상은 Out of Phase가 되게 됩니다. 

 

 

3. 위상을 변경한 각 신호를 합칩니다(Add up). 이 과정에서 음원1(Sound Source1)은 크기가 적층되고 음원2는 줄어들게 됩니다. 

 

 

4. 마지막으로 마이크로폰의 개수만큼 Normalised 과정을 거치게 되면 최종적으로 타겟으로 한 음원1에 대한 신호를 얻을 수 있게 됩니다. 이 과정의 신호들을 취합해서 음원 지도 (Acoustic Map)을 만들고 눈으로 음원을 볼 수 있게 됩니다. 

 

 

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