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문제 정의
- 여기서 얻어지는 전달함수의 신호는 그 파형을 각각의 경우를 비교하여 방음시설의 설치 여부에 따른 소음의 전달 경로에 대한 예측을 할 수 있을 것이다. 따라서 이를 구현하기 위하여 신호 분리 방법인 콤플렉스 켑스트럼(complex cepstrum)의 원리를 이용하는 것을 제안한다.
- 이 논문에서는 실제 교통소음이 발생하여 피해가 있는 지점에서 측정된 데이터에서 얻은 고가도로의 상판 이음매 충격음을 바탕으로 하여 획득한 신호에 대한 신호처리 기법을 적용하여 환경소음의 전달 경로를 분석하는 방법을 제시하고자 한다.
- 이 논문에서는 측정된 데이터를 이용하여 소음원과 전달경로를 분리하는 기법을 신호처리 기법 중 음향 분리에 다양하게 쓰이는 콤플렉스 켑스트럼 방법을 이용하여 제시하였다. 제시된 신호처리 기법을 이용하기 위해서는 문제점으로 드러난 몇 가지 사항들에 대하여 보완해야 할 것이며, 측정된 데이터의 신호는 교통소음 신호로써 매우 복잡한 파형을 보이고 있기 때문에 신호 분리에 필요한 자세한 연구 진행이 이루어져야 할 것이다.
- 이러한 소음은 발생원이 차량과 도로이고 차량의 종류 또한 매우 다양하기 때문에 특수한 환경에서의 측정을 제외하고는 실제 소음원에 대한 측정이 이루어지기 어려워, 발생된 소음을 수음하는 수음점에서의 측정으로 발생 소음을 파악하고 소음 방지 대책을 수립하는 실정이다. 이러한 점을 보완하고자 이 논문에서는 수음점에서 측정된 소음에 대하여 신호처리 기법을 적용하여 그 소음의 발생 음원과 함께 소음이 수음점까지 도달하는 경로를 파악하기 위해 측정된 데이터에 대하여 음향분리 신호처리기법인 콤플렉스 켑스트럼 분석(complex cepstrum analysis)을 적용하는 방법에 대하여 연구하였다.
- 주어진 신호에 대한 주파수 영역의 파형을 얻은 후 신호처리 기법을 적용하여 복원된 각각의 파형에 대한 스펙트럼 파형의 유사성을 관찰하여, 보다 정확한 입력과 전달함수의 분리 방법을 모색하였다. 주어진 각 신호들의 스펙트럼 파형과 복원된 신호들의 스펙트럼 파형이 유사하다면 복원된 신호들에 대한 입력과 전달함수의 선별작업이 보다 확실한 검증을 받게 됨을 이 예시의 아이디어로 삼았다. 스펙트럼 기법은 메트랩에서 제시된 “Power Spectrum Density” 함수를 사용하였고 모두 주어진 신호의 아스키 코드(ASCII code)를 이용하였다.
- 콤플렉스 켑스트럼을 이용한 신호처리 기법의 최종 목표는 앞서 선별된 고가도로 상판 이음매의 충격소음(4)에 대한 데이터를 분리하여 input으로 판단할 수 있는 충격소음과 함께 그에 따른 전달함수를 파악하는 것이다. 그러나 측정된 신호의 파형은 주파수 분석기에서 보는 것 혹은 아스키 코드(ASCII code)를 얻어내어 확인하는 것 어느 것을 이용하여도 대단히 복잡한 형태로 이루어져 있는 것을 알 수 있으며, 수많은 변수들이 있기 때문에 신호를 콤플렉스 켑스트럼을 이용하여 처리하여도 어느 구간을 입력의 구간으로 정하여 분리하여야 하는가에 대한 정확한 판단을 내리기가 어렵다.
가설 설정
- 즉 얻어낸 데이터는 소리를 발생시키는 입력(input) 신호와 측정지점으로 들어오는 과정에서 함께 들어온 여러가지 신호들의 합으로 이루어져 있다고 할 수 있다. 따라서 측정된 신호는 출력(output) 신호로 가정할 수 있으며 이 신호에서 입력 신호인 도로의 신축이음장치 발생 소음을 분리해 낸다면 소음의 원인이 되는 신호와 함께 출력 신호를 생성하는 전달함수를 얻어낼 수 있을 것이다. 여기서 얻어지는 전달함수의 신호는 그 파형을 각각의 경우를 비교하여 방음시설의 설치 여부에 따른 소음의 전달 경로에 대한 예측을 할 수 있을 것이다.
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