[음향 카메라] Acoustic Map : 공간 정밀도(Spatial Resolution)

 

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[음향 카메라] Acoustic Map : 정밀도(Resolution)

 

 

그림은 차량 내부 엔진에서 발생하는 소음원을 음향 카메라(Acoustic Camera)로 찾고(Localization), 소음의 크기를 분석하는 사진입니다. 여기서 "Spatial Resolution"이라는 개념에 대해 알아보겠습니다.

 

마이크로폰 어레이(Microphone Array)에서 측정한 노이즈는 위상에 따라 아래와 같이 Main Lobe와 Side Lobe로 측정이 됩니다.

 

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여기서 Main Lobe의 -3dB까지의 영역을 음향 지도(Acoustic Map)에서의 구분 가능한 경계로 잡습니다. 즉, Spatial Resolution은 Min lobe -3dB 밴드 영역이 되는 것입니다. 

 

만일 Spatial Resolution이 커서 음원(Sound Source)이 두 개인 시편을 다 포함하게 되면 정확한 음원을 구분 짓지 못하고 하나의 음원으로 인지하게 되어 버립니다. 그래서 제품을 구매 전에 측정 거리와 주파수 범위에 대해 검토하여야 합니다.

 

 

Spatial Resolution 수식은 아래와 같습니다. 

 

 

• d: 음원(Sound Source)과 마이크로폰 어레이와의 거리
• D: 마이크로폰 어레이 직경
• λ: Sound Wave Length

 

수식에 따르면 음원과의 거리가 가까울 수록, 마이크로폰 어레이 직경이 클수록, 음원의 주파수가 클 수록(람다가 적어질 수록) Spatial Resolution이 정밀 해집니다. 

 

예를 들어 1khz 음원은 파장의 길이가 34cm이고, 측정 거리를 60cm로 하고 직경이 60cm인 어레이를 사용하면 정밀도를 34cm를 가지게 됩니다. 

 

 

 

 

 

[음향 카메라] Gfai Fibonacci72 AC Pro 스펙 분석

 

 

팜테크에서 판매 중인 음향 카메라 피보나치72(Fibonacci72)의 스펙을 보시면 아래와 같습니다. 

 

 

위 스펙에는 별도의 Spatial Resolution에 대한 정보가 없습니다. Spatial Resolution를 안정적으로 사용하기 위해서는 위 스펙에서 추천 측정 거리를 사용 용도에 맞춰서 측정하여야 합니다. 

 

 

 

다음으로 위 그림과 같이 X축에 충분한 픽셀이 들어와서 음원을 명확하게 이미지에서 구분지을 수 있도록 하여야 합니다. 위 그림에 따르면 최소 500픽셀을 유지 해야 High Resolution을 가집니다.