[음향 카메라]빔포밍과 마이크로폰 어레이(Beamforming, Microphone Array)

 

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빔포밍과 마이크로폰 어레이

 

 

3차원 빔포밍에서 소리 원천의 정확한 위치와 음압 수준을 측정하는 것은 매우 중요합니다. 이를 이해하기 위해 몇 가지 상황을 설명해 보겠습니다.

 

먼저, 우리가 1미터 거리에서 백색 소음을 내는 소리 원천을 측정한다고 가정해 봅시다. 이 경우, 모든 배열 형상에서 정확한 음압 수준을 얻을 수 있습니다. 이는 소리 원천이 우리가 초점을 맞춘 정확한 위치에 있을 때 가능한 일입니다. 소리 원천이 정확한 초점에 있을 때, 마이크로폰 배열은 소리 신호를 정확하게 포착하여 올바른 음압 수준을 계산할 수 있습니다.

 

 

하지만, 소리 원천의 위치를 잘못 계산하거나 초점을 잘못 설정하면 문제가 발생합니다. 예를 들어, 소리 원천이 실제로 있는 위치와 우리가 계산한 초점 위치가 다르면, 소리 신호가 제대로 수집되지 않아서 잘못된 음압 수준을 얻게 됩니다. 이 경우, 음압 수준은 주로 낮아지게 됩니다. 이는 소리 신호가 예상보다 약하게 수신되기 때문입니다. 잘못된 초점에서의 음압 수준 저하는 초점 오류에 의해 발생하며, 이는 배열 형상과 주파수에 따라 다르게 나타납니다.

 

다양한 배열 형상은 이러한 초점 오류에 대해 다르게 반응합니다. 예를 들어, 링 배열은 이러한 오류에 대해 가장 덜 민감한 형상입니다. 링 배열의 특성상 초점 오류가 발생하더라도 음압 수준의 변화가 적게 나타납니다. 반면, 다른 배열 형상은 초점 오류에 더 민감하여 음압 수준이 크게 변화할 수 있습니다. 이는 배열의 기하학적 특성과 주파수 응답 특성에 따라 달라집니다.

 

 

 

요약하자면, 정확한 초점에서 소리 원천을 측정하면 모든 배열 형상에서 올바른 음압 수준을 얻을 수 있지만, 초점을 잘못 설정하면 음압 수준이 낮아질 수 있습니다. 이 효과는 배열 형상과 주파수에 따라 달라지며, 링 배열은 초점 오류에 가장 덜 민감하여 음압 수준 변화가 적습니다. 따라서, 3차원 빔포밍에서 소리 원천의 정확한 위치를 파악하고 초점을 정확하게 맞추는 것이 매우 중요합니다. 이는 정확한 음압 수준을 측정하고 소리 원천의 위치를 올바르게 시각화하는 데 필수적입니다.

 

 

위 그림은 Ring48과 Sphere48 모델의 Focus 거리에 따른 음원의 선명도에 차이를 보여 줍니다.

 

 

 

음향 계측 관련 제품 소개

 

 

 

 

 

 

 

 

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