[음향카메라] 비가간섭성 소음 분석을 위한 Power Beamforming 기술(진공청소기 소음,Non-coherent sources, Dynamic range, Sound source localization, Noise and Vibration)

 

목차

 

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Power Beamforming은 비가간섭성(non-coherent) 음원 분석에 효과적인 고급 알고리즘입니다. 이 기술은 표준 주파수 영역 빔포밍(FDBF, Frequency Domain Beamforming)을 개선하여 측면 로브(side lobe)를 억제하고 주 로브(main lobe)를 더 선명하게 만듭니다.

 

Power Beamforming 기술적 특징

 

Power Beamforming은 동적 범위(dynamic range)를 지수(exponent) 값에 비례하여 증가시키는 방식으로 작동합니다. 사용자는 슬라이더를 통해 설정을 조절할 수 있는데, 가장 강력한 수준인 '적응형 빔포밍(Adaptive BF)'부터 가장 안정적인 '표준 FDBF'까지 선택할 수 있습니다. 이론적으로는 적응형 빔포밍이 최상의 결과를 제공하지만, 일반적으로는 v=32 지수 값을 사용하는 것이 권장됩니다.

 

 

주요 특징은 다음과 같습니다:

• 측면 로브 억제: 주 음원 외에 부수적으로 나타나는 측면 로브를 효과적으로 줄여줍니다.
• 주 로브 강화: 주 음원의 폭을 좁혀 음원의 위치를 더 정확하게 식별할 수 있게 합니다.
• 동적 범위 증가: 지수 값이 커질수록 동적 범위가 향상되어, 시끄러운 음원에 가려진 조용한 음원을 탐지하는 데 유리합니다.

 

 

Power Beamforming 사용 사례

 

Power Beamforming은 여러 개의 비가간섭성 음원이 함께 존재하는 복잡한 소음 환경을 분석할 때 특히 유용합니다.

 

예를 들어, 진공청소기의 소음 분석과 같은 경우에 효과적으로 사용될 수 있습니다. 진공청소기는 모터, 공기 흐름, 브러시 등 다양한 부분에서 비가간섭성 소음이 발생합니다. 표준 빔포밍으로는 여러 음원이 섞여 명확한 구분이 어렵지만, Power Beamforming(특히 적응형 빔포밍)을 적용하면 각 소음원의 위치와 강도를 더 명확하게 분리하여 시각화할 수 있습니다.

파워빔포밍, 소음분석 - 팜테크(FAMTECH)

파워빔포밍 적용 결과

 

결론적으로, Power Beamforming은 여러 소음원이 복합적으로 작용하여 표준 빔포밍 기법으로는 분석이 어려운 상황에서 음원의 위치와 특성을 정밀하게 파악하고자 할 때 사용하는 것이 좋습니다.

 

 

 

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