Abschlussarbeit

Zurück zur Liste

Richtungsdetektion mit dem Eigenmike Array - Evaluierung und Analyse

AutorInnen Brandner, M.
Jahr 2014
Art der Arbeit Toningenieur-Projekt
Themenfeld Audiosignalverarbeitung
Schlagwörter Aufnahmetechnik
Abstract Diese Arbeit untersucht eine Möglichkeit der Richtungsdetektion mit dem Eigenmike Mikrofonarray. Die Detektion erfolgt durch Korrelation synthetisierter sphärischer Wellenspektren für verschiedene Quellrichtungen mit einem aus Messdaten errechnetem sphärischen Wellenspektrum. Um die Berechnungen durchführen zu können, wurden zwei Messsets in zwei konstanten radialen Abständen entlang einer einhüllenden Kugeloberfläche gemessen. Um die Durchführbarkeit des Algorithmus in einer Freifeldsituation und dann für reale Bedingungen zu untersuchen wurden die Impulsantworten entsprechend gefenstert. Die fourier-transformierten Druckwerte aus den Impulsantworten werden dann zur Berechnung des sphärischen Wellenspektrums an einer bestimmten Quellposition verwendet. Die Synthesespektren werden durch die Bedingungen der Schallausbreitung, einbeziehen der baulichen Eigenschaften des Mikrofonarrays und der verwendeten Messanordnung über die Messsignale errechnet. Das Ergebnis der Korrelation der sphärischen Wellenspektren liefert normalisierte Werte in einem Vektor mit Information zur möglichen Quellrichtung. Hohe Werte treten für die Vektorindizes auf, die der detektierenden Quellrichtung am nächsten liegen. Vorzugsweise liefert der höchste Wert, die detektierte Quellrichtung. Ein Ziel des Projektes ist es den Einfluss der Größe des synthetisierten Datensets, welches einen „Lookup-Table“ von sphärischen Spektren bildet, sowie die Genauigkeit zu untersuchen. Weiters wird Auskunft über die Durchführbarkeit der Richtungsdetektion mit dem Eigenmike und die realen Grenzen des Algorithmus für definierte räumliche Anordnungen gegeben. Es wurde für das erste Messdatenset an 612 Positionen und für das zweite Messdatenset an 480 Messpositionen im Abstand gleicher Winkel rund um das Mikrofonarray gemessen. Die Ergebnisse zeigen, wie zu erwarten war, durch die Anordnungen der Mikrofone an der Kugeloberfläche eine begrenzte Frequenzauflösung. Für die ideale Messanordnung und einer Synthesematrix, die alle Messpositionen beschreibt, liefert der Algorithmus im Frequenzbereich von 172Hz bis zur Aliasingfrequenz (f alias = 5.2kHz) einen verschwindenden Mittelwert des Raumwinkelfehlers. Die Genauigkeit der Detektion hängt unmittelbar mit dem Sampling des Arrays und der Größe der Synthesematrix zusammen.
URL http://phaidra.kug.ac.at/o:11544
BetreuerInnen Sontacchi, A.