Nauczyłem się dużo o adaptacyjnym formowaniu wiązki i bawiłem się różnymi Simami w MATLAB itp.
Ale czy jest lepszy sposób, aby coś zrozumieć - naprawdę to zrozumieć - niż bawić się całym systemem?
W tym celu chciałbym znaleźć (zbudować?) Tablicę mikrofonów podłączoną przez USB, na przykład około 5 mikrofonów. Będą w stanie pozyskiwać sygnały ze środowiska (aka, gdziekolwiek jest mój laptop), a następnie będę w stanie odbierać te sygnały i przetwarzać je w MATLAB lub cokolwiek innego.
Naprawdę wolałbym nie budować tego wszystkiego, więc mam nadzieję, że ktoś już w przeszłości korzystał z zestawów mikrofonów podłączonych przez USB i może wskazać właściwy kierunek?
Mikrofony nie muszą być czymś wymyślnym, jeśli chodzi o rozdzielczość bitową ich A / D itp. Mikrofony KISS o przyzwoitej jakości dobrze sobie poradzą.
źródło
Pracując intensywnie w adaptacyjnym kształtowaniu wiązki, naprawdę unikałbym samodzielnego włamania się do tego, dopóki nie miałem doświadczenia. (Uwaga: profesjonalne rozwiązania z około 60 kanałami kosztują około 100 000 €. W przypadku wielu kanałów rozdzielczość przestrzenna staje się znacznie lepsza, ale przez port USB można uzyskać tylko ograniczoną ilość informacji ...)
Dla niezawodnego kształtowania wiązki ważne jest, aby wszystkie mikrofony używały tej samej podstawy czasu. Najłatwiej to osiągnąć za pomocą zewnętrznej karty dźwiękowej USB z wieloma kanałami wejściowymi. Nie są to jednak naprawdę tanie. Czy spojrzałeś na to, co można znaleźć w serwisie eBay?
Alternatywą jest poświęcenie wspólnej podstawy czasu za pomocą szeregu kart dźwiękowych USB z np. Dwoma kanałami. Będziesz jednak musiał skalibrować system akwizycji. To naprawdę nie jest tak trudne, jak się wydaje:
Aby skalibrować, ustawiasz tablicę i wydajesz krótki dźwięk (np. Trzask / klask / itp.) W pewnej odległości od tablicy, która jest rzędu wielkości tablicy. Następnie nagrywasz ten dźwięk i używasz Matlaba lub podobnego narzędzia do obliczenia korelacji krzyżowej między klaśnięciem / pęknięciem / itp. na różnych kanałach. To da ci listę przesunięć czasowych, które musisz zastosować do swoich kanałów, aby wyrównać je przed podaniem danych do algorytmu kształtowania wiązki.
Aby zapoznać się z adaptacyjnym kształtowaniem wiązki, jest to prawdopodobnie najlepsza droga, chyba że można zawrzeć umowę na wielokanałową kartę dźwiękową.
Edytuj 1
Ta edycja ma odpowiedzieć na pytania postawione w komentarzach.
Podstawową ideą formowania wiązki opóźnienia i sumy jest zastosowanie opóźnień do różnych kanałów akwizycji, tak aby dźwięki pochodzące z jednego punktu w przestrzeni były wyrównane i „wzmacniane” po dodaniu sygnału z różnych kanałów. Dźwięki, które pochodzą z innych regionów przestrzeni, nie są wyrównane i dlatego nie są „wzmacniane”.
Punkt w przestrzeni, dla którego dźwięki wyrównują się przy użyciu określonego zestawu opóźnień, nazywany jest ogniskiem zestawu mikrofonów (lub ogniskowym). W rzeczywistości jednak skupienie nie jest idealnym punktem, ale raczej małym (ish) (w zależności od układu) obszarem przestrzeni, w którym dźwięki dobrze się wyrównują. Rozmiar tego regionu nazywany jest rozmiarem ogniskowej.
Geometria (rozmiar, kształt itp.) Zależy od dokładnych szczegółów tablicy: liczby mikrofonów, odstępów mikrofonów, zawartości częstotliwości sygnałów będących przedmiotem zainteresowania. Zobacz np. Ten artykuł .
Aby uzyskać więcej informacji, poszukaj tekstów dotyczących skupiania się na „układach fazowych” lub „układach liniowych” w ultradźwiękach. Formowanie wiązki może być stosowane przy odbiorze (w celu wzmocnienia sygnałów z określonego punktu w przestrzeni) lub przy emisji (w celu stworzenia „głośnego” miejsca w pokoju). Zasady są identyczne: po prostu zamień „mikrofon” na „głośnik” w swoim myśleniu.
Odnośnie procedury kalibracji: masz rację. Procedura, którą opisałem, jest zbyt uproszczona. Działa to dobrze tylko wtedy, gdy można utworzyć klapkę kalibracyjną z dużo większej odległości niż region, który Cię interesuje. (Tj., Aby zapewnić gładką falę).
Jeśli nie jest to możliwe, musisz wziąć pod uwagę pozycję klaśnięcia. W tym przypadku najprostszą procedurą jest skorygowanie opóźnień poprzez korelację krzyżową, jak opisano, ale następnie dodanie krzywizny frontu z powrotem do sygnału poprzez zastosowanie zestawu opóźnień „odwrotnego kształtowania wiązki” obliczonego na podstawie położenia początku klaskać. (Tj. Jeśli używasz zmiennej głębokości + t0 (lub + z0) w swoim „normalnym” algorytmie kształtowania wiązki, musisz użyć -t0 (lub -z0) dla algorytmu odwrotnego kształtowania wiązki.)
Jaki jest sens tej kalibracji: eliminuje wszelkie błędy wynikające z tego, że różne karty dźwiękowe rozpoczynają nagrywanie w nieco innym czasie. Zwykle uniemożliwiałoby to prawidłowe wyrównanie sygnałów, nawet przy prawidłowych opóźnieniach, a tym samym uniemożliwiłoby poszukiwany efekt wzmocnienia.
źródło