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KR101886213B1 - Sound source localization apparatus and operating method thereof - Google Patents

Sound source localization apparatus and operating method thereof Download PDF

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KR101886213B1
KR101886213B1 KR1020110129663A KR20110129663A KR101886213B1 KR 101886213 B1 KR101886213 B1 KR 101886213B1 KR 1020110129663 A KR1020110129663 A KR 1020110129663A KR 20110129663 A KR20110129663 A KR 20110129663A KR 101886213 B1 KR101886213 B1 KR 101886213B1
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KR
South Korea
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sound source
source position
position estimation
estimation parameter
value
Prior art date
Application number
KR1020110129663A
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Korean (ko)
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KR20130063245A (en
Inventor
송원준
홍종희
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
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Publication date
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Abstract

본 발명은 음원 위치 추정 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 형태에 따른 음원 위치 추정 장치의 동작 방법은, 동일환경에서 음원 위치 추정 파라미터의 값을 변경하면서 음원 위치 추정 파라미터의 값에 따른 음원 위치 추정 결과를 획득하는 과정과, 상기 획득된 음원 위치 추정 결과를 기반으로, 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 추정된 음원 위치와 이상적인 음원 위치 간 오차 길이를 결정하는 과정과, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 갱신하는 과정을 포함한다.The present invention relates to a sound source position estimating apparatus and an operation method thereof. A method of operating a sound source position estimating apparatus according to an embodiment of the present invention includes the steps of obtaining a sound source position estimating result according to a value of a sound source position estimating parameter while changing a value of a sound source position estimating parameter in the same environment, Determining an error length between an estimated sound source position and an ideal sound source position on the basis of the sound source position estimation parameter based on the sound source position estimation result; And updating the optimal value for the parameter.

Description

음원 위치 추정 장치 및 이의 동작 방법{SOUND SOURCE LOCALIZATION APPARATUS AND OPERATING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a sound source position estimating apparatus and a sound source position estimating apparatus,

본 발명은 음원 위치 추정 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a sound source position estimating apparatus and an operation method thereof.

일반적으로 음원 위치 추정 기술은, 임의 공간에 두 개의 마이크로폰을 서로 다른 위치에 각각 설치하고, 동일 음원에서 발생하여 두 개의 마이크로폰에 도착한 음원 신호의 도착 시간차를 기반으로 해당 음원의 위치를 결정한다. Generally, the sound source localization technique sets two microphones at different positions in an arbitrary space, and determines a position of the corresponding sound source based on the arrival time difference of the sound source signals that occur in the same sound source and arrive at the two microphones.

상기 음원 위치 추정 기술에서 가장 중요한 것은 추정 성능(예를 들어, 정확도 등)인데, 마이크로폰의 성능과 개수, 마이크로폰의 배치, 노이즈(noise)와 반향(echo)의 정도, 발성하는 화자의 수 등과 같은 요소들에 의해 추정 성능의 저하가 발생한다.The most important thing in the sound source localization technique is the estimation performance (for example, accuracy, etc.), which is determined by the performance and number of microphones, the arrangement of microphones, the degree of noise and echo, The estimation performance is deteriorated by the elements.

따라서, 음원의 위치 추정 성능을 보장할 수 있는 음원 위치 추정 장치 및 이의 동작 방법이 요구된다.
Accordingly, there is a demand for a sound source position estimating apparatus and a method for operating the same that can guarantee the position estimation performance of a sound source.

당해 기술분야에서는, 음원의 위치 추정 성능을 보장할 수 있는 음원 위치 추정 장치 및 이의 동작 방법이 요구되고 있다.
There is a need in the art for a sound source position estimating apparatus and a method for operating the same that can guarantee a position estimation performance of a sound source.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 태양은, 음원 위치 추정 장치의 동작 방법을 제공한다. 상기 동작 방법은, 동일환경에서 음원 위치 추정 파라미터의 값을 변경하면서 음원 위치 추정 파라미터의 값에 따른 음원 위치 추정 결과를 획득하는 과정과, 상기 획득된 음원 위치 추정 결과를 기반으로, 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 추정된 음원 위치와 이상적인 음원 위치 간 오차 길이를 결정하는 과정과, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 갱신하는 과정을 포함한다.In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention provides a method of operating a sound source position estimating apparatus. The method includes the steps of: obtaining a sound source position estimation result according to a value of a sound source position estimation parameter while changing a value of a sound source position estimation parameter in the same environment; and, based on the obtained sound source position estimation result, Determining an error length between the estimated sound source position and the ideal sound source position for each value and updating the optimal value for the sound source position estimation parameter based on the determined error length for each sound source position estimation parameter value .

본 발명의 제2 태양은, 음원 위치 추정 장치를 제공한다. 상기 음원 위치 추정 장치는, 다수의 마이크로폰을 통해 수신된 음원 신호들을 기반으로 해당 음원의 위치를 추정하는 음원 위치 추정부와, 동일환경에서 음원 위치 추정 파라미터의 값을 변경하면서 상기 음원 위치 추정부를 통해 음원 위치 추정 파라미터의 값에 따른 음원 위치 추정 결과를 획득하고, 상기 획득된 음원 위치 추정 결과를 기반으로, 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 추정된 음원 위치와 이상적인 음원 위치 간 오차 길이를 결정하며, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 갱신하는 파라미터 설정/재설정부를 포함한다. A second aspect of the present invention provides a sound source position estimating apparatus. The sound source position estimating apparatus includes a sound source position estimating unit for estimating a position of the sound source based on the sound source signals received through the plurality of microphones and a sound source position estimating unit for estimating a position of the sound source based on the sound source position estimating unit Determining an error length between an estimated sound source position and an ideal sound source position for each sound source position estimation parameter value based on the obtained sound source position estimation result, And a parameter setting / resetting unit for updating an optimal value for the sound source position estimation parameter based on the determined error length for each sound source position estimation parameter value.

덧붙여 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시 형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
In addition, the solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. The various features of the present invention and the advantages and effects thereof will be more fully understood by reference to the following specific embodiments.

음원의 위치 추정 성능을 보장할 수 있는 음원 위치 추정 장치 및 이의 동작 방법이 제공될 수 있다.
It is possible to provide a sound source position estimation apparatus and an operation method thereof that can guarantee the position estimation performance of a sound source.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 음원 위치 추정 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 음원 위치 추정 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 하한 주파수별 평균 오차 길이를 도시한 예시도,
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 하한 주파수별 추정 실패율을 도시한 예시도, 및
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 하한 주파수별 추정 성공 횟수를 도시한 예시도.1 is a block diagram showing a configuration of a sound source position estimating apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation method of a sound source position estimating apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is an illustration showing an average error length per lower frequency according to an embodiment of the present invention,
4 is an exemplary diagram illustrating an estimation failure rate for each lower frequency according to an embodiment of the present invention, and
FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating the number of successes of estimation by a lower limit frequency according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하 본 발명은 음원의 위치 추정 성능을 보장할 수 있는 음원 위치 추정 장치 및 이의 동작 방법에 대해 설명한다. 특히, 본 발명은 다수의 마이크로폰을 이용하여 음원의 위치를 추정하는 기술에 있어 그 추정 정확도를 높이기 위한 기술에 관한 것으로, 평균 오차 길이(Total average Error Length)(mm), 추정 실패율(Miss rate of Error Length)(%), 추정 성공 횟수(Total detected times of Error Length)라는 정량적인 측정 항목을 통해 하한 주파수(BWL: Low limit of a BandWidth), 상호상관레벨(CCL: Cross Correlation Level) 및 샘플 개수(Number of samples) 등의 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정하기 위한 방안에 대해 설명한다. 이를 통해 본 발명은 간단하면서도 객관적으로 음원 위치 추정 파라미터에 대한 값을 최적화할 수 있으며, 이에 따라 음원의 위치 추정 성능을 보장할 수 있다.
Hereinafter, the present invention will be described with respect to a sound source position estimating apparatus and its operation method capable of assuring the position estimation performance of a sound source. In particular, the present invention relates to a technique for estimating the position of a sound source using a plurality of microphones, and more particularly, to a technique for improving the estimation accuracy of the position estimation method using a plurality of microphones, including a total average error length (mm) (BWL), Cross Correlation Level (CCL), and sample number (BWL) through a quantitative measurement item called an error length (%) and a total detected times of error length A method for determining an optimal value for a sound source position estimation parameter such as a number of samples will be described. Accordingly, the present invention can easily and objectively optimize the values of the sound source location estimation parameters, thereby ensuring the sound source location estimation performance.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 음원 위치 추정 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 1 is a block diagram showing a configuration of a sound source position estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 음원 위치 추정 장치는, 다수의 마이크로폰(100), 필터(110), 상호상관부(120), 음원 위치 추정부(130), 파라미터 설정/재설정부(140)를 포함한다. As shown in the figure, the sound source position estimation apparatus includes a plurality of microphones 100, a filter 110, a cross correlation unit 120, a sound source position estimation unit 130, and a parameter setting /

상기 도 1을 참조하면, 상기 다수의 마이크로폰(100)은, 배치 형태에 따라 정해진 위치에 배치되어 음원으로부터 전송되는 음원신호를 수신한다. Referring to FIG. 1, the plurality of microphones 100 are arranged at predetermined positions according to the arrangement, and receive sound source signals transmitted from the sound sources.

상기 필터(110)는 상기 배치된 다수의 마이크로폰(100)을 통해 수신된 음원신호들에 대해 필터링을 수행한다. 여기서, 상기 필터(110)는 예를 들어 기 결정된 주파수 영역에 존재하는 신호만을 통과시키는 대역통과 필터(Band Pass Filter), 임펄스 성질의 노이즈(impulse noise)를 제거하는 평균 필터를 포함한다. 여기서, 평균 필터의 경우, 상호상관레벨 값에 따라 평균화 정도를 조정하여 사용한다. The filter 110 performs filtering on sound source signals received through the plurality of microphones 100 arranged. Here, the filter 110 includes, for example, a band pass filter that passes only a signal in a predetermined frequency range, and an average filter that removes impulse noise. Here, in the case of the average filter, the degree of averaging is adjusted according to the cross-correlation level value.

상기 상호상관부(120)는 상기 필터링 수행된 음원신호들에 대해 주파수 영역에서 상호상관(CC: Cross-Correlation)을 수행하고 이에 따라 지연시간과 상호상관레벨 값을 출력한다. 여기서, 지연시간은 동일 음원으로부터 전송되어 두 개의 마이크로폰에 도착한 음원신호의 도착 시간차 TDE(Estimated Time Delay)를 나타내고, 상호상관레벨 값은, 동일 음원으로부터 전송되어 두 개의 마이크로폰에 도착한 음원신호의 정합정도를 나타내는 값으로서, 0에서 1 사이의 값으로 표현된다. The cross-correlation unit 120 performs cross-correlation (CC) in the frequency domain with respect to the filtered sound source signals, and outputs a delay time and a cross-correlation level value according to the cross-correlation. Here, the delay time represents the arrival time difference TDE (Estimated Time Delay) of the sound source signal transmitted from the same sound source and arriving at the two microphones, and the cross correlation level value is a value obtained by subtracting the degree of matching between the sound source signals transmitted from the same sound source and arriving at the two microphones And is represented by a value between 0 and 1.

상기 음원 위치 추정부(130)는 상기 배치된 다수의 마이크로폰(100)을 통해 수신된 음원 신호들을 기반으로 해당 음원의 위치를 추정한다. 특히, 상기 음원 위치 추정부(130)는 기 정의된 위치참조테이블을 기반으로 상기 상호상관부(120)에 의해 출력된 지연시간에 대응하는 음원 위치의 3차원 좌표를 결정한다. 상기 위치참조테이블은 현재 주변 음향 환경에 대한 음원 위치의 3차원(XYZ) 좌표별 시간지연을 정의하는 테이블로서, 주변 음향 환경 변화에 따라 적절한 값으로 갱신된다. The sound source position estimating unit 130 estimates the positions of the sound sources based on the sound source signals received through the plurality of microphones 100 arranged. In particular, the sound source location estimator 130 determines the three-dimensional coordinates of the sound source location corresponding to the delay time output by the cross-correlation unit 120 based on the predefined location reference table. The position reference table is a table that defines a time delay for each three-dimensional (XYZ) coordinate of a sound source position with respect to a current ambient acoustic environment, and is updated to an appropriate value according to a change in ambient acoustic environment.

상기 파라미터 설정/재설정부(140)는 음원 위치 추정 파라미터의 설정/재설정의 필요성을 판단하여, 동일환경에서 음원 위치 추정 파라미터의 값을 기 결정된 단위로 변경하면서 상기 음원 위치 추정부(130)를 통해 음원 위치 추정 파라미터의 값에 따른 음원 위치 추정 결과를 획득한다. 상기 음원 위치 추정 파라미터는, 하한 주파수, 상호상관레벨, 샘플 개수 등을 포함하며, 여기서 기 결정된 단위로 변경된 하한 주파수 및 샘플 개수는 필터(110)에 적용되고, 기 결정된 단위로 변경된 상호상관레벨은 상호상관부(120)에 적용된다. 이후, 상기 파라미터 설정/재설정부(140)는 상기 획득된 음원 위치 추정 결과를 기반으로, 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 추정된 음원 위치와 이상적인 음원 위치 간 오차 길이를 결정하고, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 음원 위치 추정 파라미터 값 별 음원 위치 추정 실패/성공을 결정한다. 상기 파라미터 설정/재설정부(140)는 이와 같은 과정을 기 결정된 횟수만큼 반복하여, 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 추정 실패율과 기 정해진 시간 내 추정 성공 횟수, 평균 오차 길이를 결정한다. 상기 파라미터 설정/재설정부(140)는 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이 중 제1 임계치 이하의 평균 오차 길이에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제1 그룹을 구성하고, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 실패율 중 제2 임계치 이하의 추정 실패율에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제2 그룹을 구성하며, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 성공 횟수 중 제3 임계치 이상의 추정 성공 횟수에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제3 그룹을 구성한다. 상기 파라미터 설정/재설정부(140)는 상기 제1, 제2, 제3 그룹 중 두 개 이상의 그룹에 포함되는 음원 위치 추정 파라미터 값으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정하고, 상기 결정된 최적의 음원 위치 추정 파라미터 값으로 음원 위치 추정 파라미터를 설정/재설정한다.
The parameter setting / resetting unit 140 determines the necessity of setting / resetting the sound source position estimation parameter, and changes the value of the sound source position estimation parameter in the same environment to the predetermined unit, The sound source position estimation result is obtained according to the value of the sound source position estimation parameter. The sound source position estimation parameter includes a lower limit frequency, a cross-correlation level, a number of samples, and the like, wherein the lower limit frequency and the number of samples changed in the predetermined unit are applied to the filter 110, And is applied to the cross correlation unit 120. Then, the parameter setting / resetting unit 140 determines an error length between the estimated sound source position and the ideal sound source position for each sound source position estimation parameter value based on the obtained sound source position estimation result, Based on the error length for each parameter value, it determines the failure / success of the sound source location estimation by the sound source location estimation parameter value. The parameter setting / resetting unit 140 repeats this process for a predetermined number of times, and determines an estimation failure rate, a predetermined number of times of in-time estimation success, and an average error length for each sound source position estimation parameter value. The parameter setting / resetting unit 140 configures the first group with the sound source position estimation parameter values corresponding to the average error lengths of the average error lengths according to the determined sound source position estimation parameter values that are equal to or less than the first threshold value, A second group is formed of the sound source position estimation parameter values corresponding to the estimated failure rate lower than the second threshold value among the estimated failure rate for each of the estimated parameter values, and the second group is set to the estimated success number of times greater than or equal to the third threshold among the determined sound source position estimation parameter success- And constitute a third group with corresponding sound source position estimation parameter values. The parameter setting / resetting unit 140 may determine an optimal value for the sound source position estimation parameter as a sound source position estimation parameter value included in at least two of the first, second, and third groups, The sound source position estimation parameter is set / reset with the sound source position estimation parameter value of the sound source position estimation parameter.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 음원 위치 추정 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating an operation method of a sound source position estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.

상기 도 2를 참조하면, 음원 위치 추정 장치는 201단계에서 음원 위치 추정 파라미터의 설정/재설정이 필요한지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 음원 위치 추정 파라미터는, 하한 주파수, 상호상관레벨, 샘플 개수 등을 포함한다. 상기 음원 위치 추정 장치는, 다수의 마이크로폰을 통해 수신되는 음원 신호들에 대해 주파수 영역에서 상호상관을 수행하여 지연시간과 상호상관레벨 값을 획득하며, 이에 따라 수신되는 음원 신호의 상호상관레벨 값에 대한 모니터링이 가능하다. 따라서, 상기 음원 위치 추정 장치는, 다수의 마이크로폰을 통해 수신되는 음원 신호에 대한 상호상관레벨 값을 모니터링하여, 상기 모니터링된 상호상관레벨 값이 임계치 미만일 경우, 주변 음향 환경 변화에 따라 음원 위치 추정의 정확도가 떨어졌다고 판단하고, 음원 위치 추정의 정확도를 높이기 위해 변화된 주변 음향 환경에 적합한 음원 위치 추정 파라미터의 설정/재설정이 필요하다고 판단할 수 있다. Referring to FIG. 2, in step 201, the sound source position estimation apparatus determines whether setting / resetting of a sound source position estimation parameter is necessary. Here, the sound source position estimation parameter includes a lower limit frequency, a cross-correlation level, a number of samples, and the like. The sound source position estimating apparatus obtains a delay time and a cross-correlation level value by performing cross-correlation in a frequency domain with respect to sound source signals received through a plurality of microphones, Monitoring is possible. Therefore, the sound source position estimation apparatus monitors cross-correlation level values of a sound source signal received through a plurality of microphones, and when the monitored cross-correlation level value is less than a threshold value, It is judged that the accuracy is lowered and it is judged that it is necessary to set / reset the sound source position estimation parameter suitable for the changed ambient acoustic environment in order to increase the accuracy of the sound source position estimation.

상기 201단계에서, 음원 위치 추정 파라미터의 설정/재설정이 필요하다고 판단될 시, 상기 음원 위치 추정 장치는 203단계에서 동일 음향 환경에서 음원 위치 추정 파라미터의 값을 기 결정된 단위로 변경하면서 음원 위치 추정 파라미터의 값에 따른 음원 위치를 추정하여 음원 위치 추정 결과를 획득한다. 예를 들어, 동일 음향 환경에서 하한 주파수를 2kHz 단위로 변경하면서 하한 주파수의 값에 따른 음원 위치를 추정할 수 있다. If it is determined in step 201 that the setting / resetting of the sound source position estimation parameter is necessary, the sound source position estimating apparatus changes the sound source position estimation parameter in the same sound environment to a predetermined unit in step 203, To obtain the sound source position estimation result. For example, it is possible to estimate the position of a sound source according to the value of the lower frequency while changing the lower frequency in units of 2 kHz in the same acoustic environment.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 205단계에서 상기 획득된 음원 위치 추정 결과를 기반으로, 상기 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 추정된 음원 위치와 이상적인 음원 위치 간 오차 길이를 결정한다. 여기서, 상기 음원 위치 추정 장치는 해당 음원의 정확한 위치, 즉 이상적인 음원 위치를 알고 있다고 가정한다.In step 205, the sound source position estimation apparatus determines an error length between the estimated sound source position and the ideal sound source position for each sound source position estimation parameter value based on the obtained sound source position estimation result. Here, it is assumed that the sound source position estimating apparatus knows an accurate position of the corresponding sound source, that is, an ideal sound source position.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 207단계에서 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 상기 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 음원 위치 추정의 실패/성공을 결정한다. 여기서, 상기 음원 위치 추정 장치는 추정된 음원 위치와 이상적인 음원 위치 간 오차 길이가 임계치 이하인지 여부를 검사하여, 오차 길이가 임계치 미만인 경우 해당 음원 위치 추정이 성공하였다고 결정하고, 오차 길이가 임계치 이상인 경우 해당 음원 위치 추정이 실패하였다고 결정할 수 있다. In step 207, the sound source position estimating apparatus determines failure / success of sound source position estimation according to the sound source position estimation parameter value based on the determined error length for each sound source position estimation parameter value. Here, the sound source position estimation apparatus determines whether or not the error length between the estimated sound source position and the ideal sound source position is below a threshold value, and determines that the sound source position estimation is successful when the error length is below a threshold value. It can be determined that the sound source position estimation has failed.

여기서, 상기 203단계 내지 207단계는 기 결정된 횟수만큼 반복된다. Here, steps 203 through 207 are repeated a predetermined number of times.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 209단계에서 음원 위치 추정 실패/성공 결정 결과에 따라 상기 음원 위치 추정 파라미터 값 별로 음원 위치 추정의 추정 실패율과 기 정해진 시간 내 추정 성공 횟수를 결정하고, 상기 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이를 결정한다. In step 209, the sound source position estimation apparatus determines an estimation failure rate of the sound source position estimation and a predetermined number of successful in-time estimation times according to the sound source position estimation parameter value according to the sound source position estimation failure / success determination result in step 209, Determine the average error length per parameter value.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 211단계에서 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이 중 제1 임계치 이하의 평균 오차 길이에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제1 그룹을 구성한다. 예를 들어, 하한 주파수별 평균 오차 길이는 도 3과 같이 결정될 수 있으며, 이 중 제1 임계치 이하의 평균 오차 길이에 대응하는 하한 주파수 값들로 제1 그룹을 구성할 수 있다. Then, in step 211, the sound source position estimating apparatus constructs the first group from the sound source position estimating parameter values corresponding to the average error length of the average error length of the sound source position estimating parameter values determined below the first threshold value. For example, an average error length for each lower frequency may be determined as shown in FIG. 3, and the first group may be composed of the lower frequency values corresponding to the average error length of the first threshold.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 213단계에서 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 실패율 중 제2 임계치 이하의 추정 실패율에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제2 그룹을 구성한다. 예를 들어, 하한 주파수별 추정 실패율은 도 4와 같이 결정될 수 있으며, 이 중 제2 임계치 이하의 추정 실패율에 대응하는 하한 주파수 값들로 제2 그룹을 구성할 수 있다. Then, in step 213, the sound source position estimating apparatus configures the second group with the sound source position estimation parameter values corresponding to the estimated failure rate below the second threshold among the determined sound source position estimation parameter failure rate per parameter value. For example, the estimation failure rate for each lower frequency can be determined as shown in FIG. 4, and the second group can be configured with the lower frequency values corresponding to the estimation failure rate below the second threshold.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 215단계에서 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 성공 횟수 중 제3 임계치 이상의 추정 성공 횟수에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제3 그룹을 구성한다. 예를 들어, 하한 주파수별 추정 성공 횟수는 도 5와 같이 결정될 수 있으며, 이 중 제3 임계치 이상의 추정 성공 횟수에 대응하는 하한 주파수 값들로 제3 그룹을 구성할 수 있다. Then, in step 215, the sound source position estimating apparatus configures the third group with the sound source position estimation parameter values corresponding to the number of successes of the estimated number of times of success or failure of the estimated sound source position estimation parameter value by the third threshold or more. For example, the number of successes estimated by the lower frequency limit can be determined as shown in FIG. 5, and the third group can be configured with the lower limit frequency values corresponding to the number of successes of estimation over the third threshold value.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 217단계에서 상기 제1, 제2, 제3 그룹 중 두 개 이상의 그룹에 포함되는 음원 위치 추정 파라미터 값으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정 및 갱신한다. 예를 들어, 상기 도 3 내지 도 5의 경우, 하한 주파수에 대한 최적 값으로 4 혹은 5kHz를 결정할 수 있다. In step 217, the sound source position estimation apparatus determines and updates the optimal value for the sound source position estimation parameter with the sound source position estimation parameter values included in at least two of the first, second, and third groups. For example, in the case of FIGS. 3 to 5, the optimum value for the lower limit frequency may be 4 or 5 kHz.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 219단계에서 상기 결정된 최적의 음원 위치 추정 파라미터 값으로 음원 위치 추정 파라미터를 설정/재설정한다. Then, in step 219, the sound source position estimation apparatus sets / resets the sound source position estimation parameter with the determined optimum sound source position estimation parameter value.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 221단계에서 상기 설정/재설정된 음원 위치 추정 파라미터를 기반으로 음원 위치를 추정한다. In step 221, the sound source position estimation apparatus estimates a sound source position based on the set / reset sound source position estimation parameter.

이후, 상기 음원 위치 추정 장치는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
Thereafter, the sound source position estimating apparatus ends the algorithm according to the present invention.

또는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따라 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이, 추정 실패율, 추정 성공 횟수 각각에 가중치를 부여하고, 이들의 합을 획득하여, 상기 획득된 합이 가장 큰 값을 가지는 음원 위치 추정 파라미터 값으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정할 수도 있다.
Alternatively, according to another embodiment of the present invention, weights are given to each of the average error length, the estimation failure rate, and the estimation success times for each sound source position estimation parameter value, and the sum of them is obtained. The optimum value for the sound source position estimation parameter may be determined from the sound source position estimation parameter value.

또는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따라 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이, 추정 실패율, 추정 성공 횟수 중 하나를 기반으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이 중 가장 작은 평균 오차 길이에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정할 수도 있다. 또는, 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 실패율 중 가장 작은 추정 실패율에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정할 수도 있다. 또는, 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 성공 횟수 중 가장 큰 추정 성공 횟수에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정할 수도 있다.
Alternatively, according to another embodiment of the present invention, an optimal value for the sound source position estimation parameter may be determined based on one of an average error length, an estimation failure rate, and an estimation success rate for each sound source position estimation parameter value. For example, the optimum value for the sound source position estimation parameter may be determined from the sound source position estimation parameter value corresponding to the smallest average error length among the average error lengths per sound source position estimation parameter value. Alternatively, the optimum value for the sound source position estimation parameter may be determined to be the sound source position estimation parameter value corresponding to the smallest estimation failure rate among the estimation failure rates for each sound source position estimation parameter value. Alternatively, the optimum value for the sound source position estimation parameter may be determined to be the sound source position estimation parameter value corresponding to the largest number of successes of the estimation success times of the sound source position estimation parameter values.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

100: 마이크로폰
110: 필터
120: 상호상관부
130: 음원 위치 추정부
140: 파라미터 설정/재설정부100: microphone
110: filter
120: cross-correlation unit
130: sound source position estimating unit
140: Parameter setting /

Claims (8)

동일환경에서 음원 위치 추정 파라미터의 값을 변경하면서 음원 위치 추정 파라미터의 값에 따른 음원 위치 추정 결과를 획득하는 과정과,
상기 획득된 음원 위치 추정 결과를 기반으로, 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 추정된 음원 위치와 이상적인 음원 위치 간 오차 길이를 결정하는 과정과,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 갱신하는 과정을 포함하는 음원 위치 추정 장치의 동작 방법.
Obtaining a sound source position estimation result according to a value of a sound source position estimation parameter while changing a value of a sound source position estimation parameter in the same environment;
Determining an error length between an estimated sound source position and an ideal sound source position for each sound source position estimation parameter value based on the obtained sound source position estimation result;
And updating an optimal value for the sound source position estimation parameter based on the determined error length for each sound source position estimation parameter value.
제 1 항에 있어서,
상기 음원 위치 추정 파라미터는, 하한 주파수, 상호상관레벨, 샘플 개수 중 적어도 하나를 포함하는 음원 위치 추정 장치의 동작 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the sound source position estimation parameter includes at least one of a lower limit frequency, a cross-correlation level, and a number of samples.
제 1 항에 있어서,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 갱신하는 과정은,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 음원 위치 추정의 실패/성공을 결정하는 과정과,
음원 위치 추정 실패/성공 결정 결과에 따라 음원 위치 추정 파라미터 값 별로 추정 실패율과 기 정해진 시간 내 추정 성공 횟수를 결정하는 과정과,
음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이를 결정하는 과정과,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이, 추정 실패율, 추정 성공 횟수 중 적어도 하나를 기반으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정하는 과정을 포함하는 음원 위치 추정 장치의 동작 방법.
The method according to claim 1,
And updating the optimal value for the sound source position estimation parameter based on the determined error length for each sound source position estimation parameter value,
Determining a failure / success of sound source position estimation for each sound source position estimation parameter value based on the determined error length for each sound source position estimation parameter value;
Determining an estimated failure rate and a predetermined number of successful in-time estimation times for each sound source position estimation parameter value according to a result of the sound source position estimation failure / success determination;
Determining an average error length for each sound source position estimation parameter value;
Determining an optimal value for the sound source position estimation parameter based on at least one of an average error length, an estimation failure rate, and an estimation success rate for each of the determined sound source position estimation parameter values.
제 3 항에 있어서,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이, 추정 실패율, 추정 성공 횟수 중 적어도 하나를 기반으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정하는 과정은,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이 중 제1 임계치 이하의 평균 오차 길이에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제1 그룹을 구성하는 과정과,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 실패율 중 제2 임계치 이하의 추정 실패율에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제2 그룹을 구성하는 과정과,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 성공 횟수 중 제3 임계치 이상의 추정 성공 횟수에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제3 그룹을 구성하는 과정을 포함하며,
여기서, 상기 최적 값은, 상기 제1, 제2, 제3 그룹 중 두 개 이상의 그룹에 포함되는 음원 위치 추정 파라미터 값으로 결정되는 음원 위치 추정 장치의 동작 방법.
The method of claim 3,
Determining an optimal value for the sound source position estimation parameter based on at least one of an average error length, an estimation failure rate, and an estimation success rate for each of the determined sound source position estimation parameter values,
Constructing a first group with sound source position estimation parameter values corresponding to an average error length of an average error length for each sound source position estimation parameter value that is less than or equal to a first threshold value;
Constructing a second group with sound source position estimation parameter values corresponding to an estimated failure rate lower than a second threshold among the determined sound source position estimation parameter value-based failure rate;
And constructing a third group with the sound source position estimation parameter values corresponding to the number of successes of the estimated number of successes of the sound source position estimation parameter values by the third threshold or more,
Wherein the optimal value is determined as a sound source position estimation parameter value included in at least two of the first, second, and third groups.
다수의 마이크로폰을 통해 수신된 음원 신호들을 기반으로 해당 음원의 위치를 추정하는 음원 위치 추정부와,
동일환경에서 음원 위치 추정 파라미터의 값을 변경하면서 상기 음원 위치 추정부를 통해 음원 위치 추정 파라미터의 값에 따른 음원 위치 추정 결과를 획득하고, 상기 획득된 음원 위치 추정 결과를 기반으로, 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 추정된 음원 위치와 이상적인 음원 위치 간 오차 길이를 결정하며, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 갱신하는 파라미터 설정/재설정부를 포함하는 음원 위치 추정 장치.
A sound source position estimator for estimating a position of the sound source based on sound source signals received through a plurality of microphones,
The sound source position estimation parameter according to the value of the sound source position estimation parameter is obtained through the sound source position estimation unit while changing the value of the sound source position estimation parameter in the same environment, and based on the obtained sound source position estimation result, And a parameter setting / resetting unit for determining the error length between the estimated sound source position and the ideal sound source position and updating the optimal value for the sound source position estimation parameter based on the determined error length for each sound source position estimation parameter value A sound source position estimating apparatus.
제 5 항에 있어서,
상기 음원 위치 추정 파라미터는, 하한 주파수, 상호상관레벨, 샘플 개수 중 적어도 하나를 포함하는 음원 위치 추정 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the sound source position estimation parameter includes at least one of a lower limit frequency, a cross-correlation level, and a number of samples.
제 5 항에 있어서,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 갱신함에 있어서, 상기 파라미터 설정/재설정부는,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 오차 길이를 기반으로, 음원 위치 추정 파라미터 값 별로, 음원 위치 추정의 실패/성공을 결정하고, 음원 위치 추정 실패/성공 결정 결과에 따라 음원 위치 추정 파라미터 값 별로 추정 실패율과 기 정해진 시간 내 추정 성공 횟수를 결정하며, 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이를 결정하고, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이, 추정 실패율, 추정 성공 횟수 중 적어도 하나를 기반으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정하는 음원 위치 추정 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the parameter setting / resetting unit updates the optimal value for the sound source position estimation parameter based on the determined error length for each sound source position estimation parameter value,
Determining failure / success of the sound source position estimation for each sound source position estimation parameter value based on the determined error length for each sound source position estimation parameter value, determining an estimation failure rate for each sound source position estimation parameter value according to the sound source position estimation failure / Determining an average error length for each of the sound source position estimation parameter values based on at least one of an average error length, an estimation failure rate, and an estimation success rate for each of the determined sound source position estimation parameter values, And determines an optimum value for the sound source position estimation parameter.
제 7 항에 있어서,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이, 추정 실패율, 추정 성공 횟수 중 적어도 하나를 기반으로 상기 음원 위치 추정 파라미터에 대한 최적 값을 결정함에 있어서, 상기 파라미터 설정/재설정부는,
상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 평균 오차 길이 중 제1 임계치 이하의 평균 오차 길이에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제1 그룹을 구성하고, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 실패율 중 제2 임계치 이하의 추정 실패율에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제2 그룹을 구성하며, 상기 결정된 음원 위치 추정 파라미터 값 별 추정 성공 횟수 중 제3 임계치 이상의 추정 성공 횟수에 대응하는 음원 위치 추정 파라미터 값들로 제3 그룹을 구성하고,
여기서, 상기 최적 값은, 상기 제1, 제2, 제3 그룹 중 두 개 이상의 그룹에 포함되는 음원 위치 추정 파라미터 값으로 결정되는 음원 위치 추정 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the parameter setting / resetting unit determines the optimal value for the sound source position estimation parameter based on at least one of the determined average error length, the estimated failure rate,
A first group is formed of sound source position estimation parameter values corresponding to an average error length equal to or less than a first threshold among the determined average error lengths according to the sound source position estimation parameter values, The second group is constituted by the sound source position estimation parameter values corresponding to the estimated failure rate below, and the sound source position estimation parameter values corresponding to the estimated number of success times of the third threshold or more among the determined sound source position estimation parameter success- Group,
Wherein the optimum value is determined as a sound source position estimation parameter value included in at least two of the first, second, and third groups.
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