구형 마이크로폰 어레이로 음원 방향 추정을 위한 비특이성 EB-ESPRIT 기법

Abstract

구형 마이크로폰 어레이를 이용한 음원방향 추정 기법 중 높은 해상도를 가지는 EB-ESPRIT 기법이 잘 알려져 있다. EB-ESPRIT 은 고유빔(eigenbeam)을 이용하여 음원방향을 추정하는 EB-MVDR 과 EB-MUSIC 등의 기법들과는 달리 소모적인 격자 검색 과정(grid-search)이 필요하지 않아 계산량이 적은 장점을 가진다. 하지만, 마이크로폰 어레이의 중심을 지나는 수평면(horizontal plane) 상에 음원이 위치하게 될 경우 EB-ESPRIT 기법에서 사용되는 방향 파라미터가 탄젠트 함수이기 때문에 특이성(singularity) 문제가 생긴다. 본 연구에서 제안하는 비특이성 EB-ESPRIT 기법은 기존 EB-ESPRIT기법에서 사용했던 탄젠트 함수 기반의 구면 조화 함수 점화식 대신 특이성이 없는 사인 함수 기반의 구면 조화 함수 점화식 두 개를 사용한다. 이에 따라, 제안하는 기법은 특이성 문제를 회피하면서 더욱이 기존 EB-ESPRIT 기법보다 더 많은 음원의 방향을 추정할 수 있다.