Перейти к содержанию
    

Создание определителя направления источника звука

Может ли кто подсказать литературу по цифровому beamforming акустических сигналов? 

Задача минимум - с помощью двух микрофонов определить направление на звук. Задача максимум - с помощью линейки микрофонов определить направление и с помощью фазовых методов обеспечить направленную ДН.

 

Делал эту задачу на СВЧ, но там высокая несущая и соответственно узкая полоса. В акустике - спектр человеческой речи размазан, непонятно какую несущую ставить.

В гуде искал, найденное не устраивает( Помогите, если есть специалисты

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

ISBN978-5-88070-243-5

Если делал на свч, то в акустике то же самое. Просто фазовые множители заменяются на задержки.

Изменено пользователем thermit

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

6 hours ago, thermit said:

ISBN978-5-88070-243-5

Если делал на свч, то в акустике то же самое. Просто фазовые множители заменяются на задержки.

 

Да вот не выходит. На СВЧ у меня была несущая 1.5 ГГц и полоса полезного сигнала в 20 МГц. 

А тут надо или человеческую речь определять (от 200 до 3000 Гц), или хлопок. Нет ярко выраженной несущей, энергия спектра размазана, смущает это меня, страдаю от непривычки...

Изменено пользователем AlexeyT

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Тупое решение - записать с микрофонов порцию звуков и посчитать свертку между ними с разными сдвигами по времени. Где будет максимум - угадали задержку. Если источник звука движется относительно медленно - следующую группу сверток можно считать в окрестностях уже определенного сдвига по времени. Для линейки микрофонов задача решается аналогично с пропорциональным увеличением объема вычислений.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Задача при двух микрофонах не решается в общем виде. Нужно 4 микрофона, расположенные по квадрату. Тогда решение простое. Сверток нужно считать две - между микрофонами по диагоналям. Не забудьте учитывать вертикальный угол. Если он не нужен - выкиньте, но учитывать надо, иначе будет большая ошибка по горизонту при отклонении источника от плоскости микрофонов.

Для решетки делаете сдвиг на каждом микрофоне на требуемую величину в предположении плоской волны и складываете все сдвинутые сигналы. Острую диаграмму не получите, но выделение направления будет. Дальше все зависит от количества микрофонов и расстояния между ними.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Не решал такую задачу, просто интересно, правильно ли понимаю 

Звук 340 м/с, отсчеты 44к (наверно можно и больше), то есть если 10см между микрофонами, то больше 10ти отсчетов разница, переотражений на такой длине нет, по крайней мере вначале выборки, то есть корреляционный пик должен быть виден четко. Можно потом хитро пересчитать, если свертка в соседних отсчетах или тупо интерполировать сэмплы и свернуть ещё раз для увеличения разрешения по задержке.

Получим какие-то псевдодальности, на том микрофоне, который брали за референс 0, на остальных + или - сколько-то мм. Решаем геометрическую задачу (например, последовательными приближениями тем же рунге-кутом), скорость звука тоже можно взять переменной, если микрофонов хватает, тогда избегается проблема высоты над плоскостью и 2Д, но если не лень, то больше 3х микрофонов можно расставить не в одной плоскости и решать 3Д по взрослому. Ну и если координаты есть, то углы тоже...

А для бимформинга никакие координаты не нужны - берем задержки с шага 1 (причем и интерполяция никакая не нужна) и складываем соответственно

???

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

49 минут назад, yes сказал:

Не решал такую задачу, просто интересно, правильно ли понимаю 

Звук 340 м/с, отсчеты 44к (наверно можно и больше), то есть если 10см между микрофонами, то больше 10ти отсчетов разница, переотражений на такой длине нет, по крайней мере вначале выборки, то есть корреляционный пик должен быть виден четко. Можно потом хитро пересчитать, если свертка в соседних отсчетах или тупо интерполировать сэмплы и свернуть ещё раз для увеличения разрешения по задержке.

Получим какие-то псевдодальности, на том микрофоне, который брали за референс 0, на остальных + или - сколько-то мм. Решаем геометрическую задачу (например, последовательными приближениями тем же рунге-кутом), скорость звука тоже можно взять переменной, если микрофонов хватает, тогда избегается проблема высоты над плоскостью и 2Д, но если не лень, то больше 3х микрофонов можно расставить не в одной плоскости и решать 3Д по взрослому. Ну и если координаты есть, то углы тоже...

А для бимформинга никакие координаты не нужны - берем задержки с шага 1 (причем и интерполяция никакая не нужна) и складываем соответственно

???

 

Да все верно. В простейшем случае нужна ортогональная 3-д решетка. По синфазной части грубо определяем максимум. По нулю ортогональной ориентируемся точно.  У тс проблема в широкополосности. Ну тут как бы есть простор для бурной деятельности. Просто тс хочет готовое решение. А его нет. Вернее есть. Дорого.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 6/16/2024 at 11:08 PM, AlexeyT said:

 Нет ярко выраженной несущей, энергия спектра размазана, смущает это меня, страдаю от непривычки...

Есть основной тон М вроде 300Гц, Ж вроде 600Гц - он на 20дБ выше остального розового спектра.

Но если учитывать НЧ - то чем оно ниже - тем больше апертура решетки.

 

Ещё одна проблема - скорость звука по креплению решетки будет в несколько раз быстрее звука - надо все микрофоны демфировать от крепления.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Quote

надо все микрофоны демпфировать от крепления

Если брать MEMS-микрофоны, рассчитанные на пайку к плате, то они достаточно хорошо изолированы по звуку от вибраций платы, вполне все работает.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 hours ago, Alex11 said:

Если брать MEMS-микрофоны, рассчитанные на пайку к плате, то они достаточно хорошо изолированы по звуку от вибраций платы, вполне все работает.

Для варианта услышать ушами стерео - да.

Но у нас динамика с микрофонов, была более 72дБ, при 18дБа набегавших вибрацией.

Для математической обработки - мешало, подвешивали на проводах (не сильно помогало).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Если отдельно трясти микрофоны и отдельно подавать звук - тогда, конечно, проблемы будут. А если рассматривать вибрацию платы, вызванную звуком, то она же пропорциональна громкости звука падающего, и там проблем уже нет. Проблемы у нас были, когда мы пытались закорпусировать эту конструкцию и сделать отверстия под каждый микрофон. Звук пролезал в маленькую щель между корпусом и микрофоном и распространялся внутри корпуса на другие микрофоны. Результат после этого был отвратительный. Только когда мы плотно изолировали каждый микрофон, стало все хорошо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

26 minutes ago, Alex11 said:

 Проблемы у нас были, когда мы пытались закорпусировать эту конструкцию

Да. Именно это я хотел сказать. Та же проблема была с корпусом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...