Hajautettu mikrofoniryhmäjärjestelmä kahdensuuntaisessa äänikommunikaatiossa

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Master's thesis
Date
2009
Department
Major/Subject
Akustiikka ja äänenkäsittelytekniikka
Mcode
S-89
Degree programme
Language
en
Pages
66
Series
Abstract
Tässä työssä esitellään hajautettu mikrofoniryhmäjärjestelmä kahdensuuntaisessa äänikommunikaatiossa. Järjestelmän tavoitteena on paikallistaa hallitseva puhuja ja tallentaa puhesignaali mahdollisimman korkealaatuisesti. Työssä esiteltävässä järjestelmässä jokainen mikrofoniryhmä toimii polynomirakenteella parametrisoituna keilanmuodostajana (PBF), joka mahdollistaa jatkuvan keilanohjauksen. Hallitsevan puhelähteen suunta päätellään PBF:n jokaisen keilan ulostulotehoista. Lopuksi yhdistämällä jokaisen PBF:n kaikkien keilojen ulostulotehot muodostetaan avaruudellinen todennäköisyysfunktio (SLF), jonka suurin arvo määrää puhujan paikan. Puhesignaali tallennetaan ohjaamalla puhujaa lähinnä olevan PBF:n keila puhujan suuntaan. Tässä työssä esiteltävän järjestelmän toiminta arvioitiin simuloidulla ja mitatulla datalla. Arvionti näyttää, että toteutettu järjestelmä pystyy paikallistamaan puhujan noin 40 cm paikannustarkkuudella ja järjestelmä vaimentaa muista suunnista tulevia häiriölähteitä noin 15 dB. Lopuksi järjestelmä toteutettiin reaaliakaisena systeeminä Pure Data signaalinkäsittelyympäristössä.

In this work a distributed microphone array system for two-way audio communication is presented. The goal of the system is to locate the dominant speaker and capture the speech signal with highest possible quality. In the presented system each microphone array works as a Polynomial Beamformer (PBF) thus enabling continuous beam steering. The output power of each PBF beam is used to determine the direction of the dominant speech source. Finally, a Spatial Likelihood Function (SLF) is formed by combining the output beam powers of each microphone array and the speaker is determined to be in the point that has highest value of SLF. The audio signal capture is done by steering the closest microphone array to the direction of the speaker. The presented audio capture front-end was evaluated with simulated and measured data. The evaluation shows that the implemented system gives approximately 40 cm localization accuracy and 15 dB attenuation of interference sources. Finally the system was implemented to run in real-time in the Pure Data signal processing environment.
Description
Supervisor
Karjalainen, Matti
Thesis advisor
Hämäläinen, Matti
Keywords
microphone arrays, localization, Pure Data, audio communication, distributed signal processing, mikrofoniryhmät, keilanmuodostus, lokalisaatio, Pure Data, äänikommunikaatio, hajautettu signaalinkäsittely
Other note
Citation