Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An iterative approach to sound source localization based on spherical beamforming

Szwajcowski Adam, Makuch Teresa, Celniak Weronika

Vibrations in Physical Systems

|

2023

|

Vol. 34, nr 2

art. no. 2023216

EN

Precise and efficient localization of sound sources is essential in many applications. Traditionally, methods that use beamforming tend to scan the entire space with fixed level of precision. Although effective, this approach is inefficient when searching for a single source. In this paper we propose an iterative algorithm for localizing a single sound source utilizing signals from a 4th order ambisonic microphone array. Two beamformers were implemented: one based on signals in A-format, incorporating delay-and-sum method, commonly used for sound source localization, and the second one based on B-format, operating in the spherical harmonic domain. By utilizing an iterative algorithm, we have significantly decreased the number of points to be evaluated to localize the sound source. For the delay-and-sum beamformer, the best outcome was obtained by using all 32 channels in every iteration. For the spherical-harmonics-based beamformer, the best strategy was to use first-order harmonics in the initial iteration and fourth-order harmonics in subsequent iterations.

2

Heating source localization in a reduced time

Beddiaf S., Autrique L., Perez L., Jolly J. C.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2016

|

Vol. 26, no. 3

623--640

EN

Inverse three-dimensional heat conduction problems devoted to heating source localization are ill posed. Identification can be performed using an iterative regularization method based on the conjugate gradient algorithm. Such a method is usually implemented off-line, taking into account observations (temperature measurements, for example). However, in a practical context, if the source has to be located as fast as possible (e.g., for diagnosis), the observation horizon has to be reduced. To this end, several configurations are detailed and effects of noisy observations are investigated.

3

An Introduction to Virtual Phased Arrays for Beamforming Applications

Comesaña D. F., Holland K. R., Escribano D. G., de Bree H. E.

Archives of Acoustics

|

2014

|

Vol. 39, No. 1

81--88

EN

Sound localization problems are usually tackled by the acquisition of data from phased microphone arrays and the application of acoustic holography or beamforming algorithms. However, the number of sensors required to achieve reliable results is often prohibitive, particularly if the frequency range of interest is wide. It is shown that the number of sensors required can be reduced dramatically providing the sound field is time stationary. The use of scanning techniques such as “Scan & Paint” allows for the gathering of data across a sound field in a fast and efficient way, using a single sensor and webcam only. It is also possible to characterize the relative phase field by including an additional static microphone during the acquisition process. This paper presents the theoretical and experimental basis of the proposed method to localise sound sources using only one fixed microphone and one moving acoustic sensor. The accuracy and resolution of the method have been proven to be comparable to large microphone arrays, thus constituting the so called “virtual phased arrays”.

4

Passive sound source localization system

Baszun J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Informatyka

|

2011

|

Z. 7

5-16

EN

Acoustic source localization system for speech signals based on five microphone array was developed. Three dimensional position computation is based on time delay estimation between pairs of microphones. The psyhoacoustically motivated voice activity detector was used to robustly determine activity of speaker in presence of background noise. The detector was based on modulation properties of human speech. Good performance was obtain by selecting frames with speech and nulling frequency bands without speech components. As the result more precisely computation of the time delay was possible. Real experiments shown good immunity of the proposed algorithm to noise and reverberation.

PL

Opracowano metodę lokalizacji akustycznych źródeł dźwięku zorientowaną na sygnału mowy. System zbudowano w oparciu o macierz pięciu mikrofonów. Obliczenia pozycji źródła w trzech wymiarach dokonano na podstawie estymacji różnicy czasu przybycia dla par mikrofonów. Zastosowany psychoakustycznie motywowany detektor mowy umożliwia ocenę aktywności mówcy w obecności zakłóceń. Dobrą efektywność uzyskano poprzez selekcję ramek z mową oraz zerowanie zakresów częstotliwości w których sygnał zakłócający maskuje sygnał mowy. Jego zaletą jest możliwość precyzyjnego obliczania czasu opóźnienia. Eksperymenty w warunkach rzeczywistych pokazują dobrą odporność zaproponowanego algorytmu na szum i pogłos.

5

Automatyczna lokalizacja źródła dźwięku w obecności zakłóceń z wykorzystaniem wektorowych czujników akustycznych

Czyżewski A., Kotus J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 1

36-38

PL

W referacie przedstawiono pomysł i praktyczną realizację pasywnego radaru akustycznego do automatycznego lokalizowania i śledzenia źródeł dźwięku w warunkach zakłóceń. Urządzenie składa się z nowego typu wielokanałowych miniaturowych czujników natężeniowych oraz algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów. Czułość radaru akustycznego została zbadana w warunkach pola swobodnego. Użyto sygnałów testowych takich jak: sygnały tonalne z zakresu od 125 do 16 kHz, szumowe (w tym samym zakresie częstotliwości) oraz o charakterze impulsowym. Uzyskane wyniki pomiarów wskazują, że nawet niewielka wartość stosunku sygnału do szumu była wystarczająca do poprawnego zlokalizowania źródła dźwięku. Informacja o kierunku dobiegania dźwięku może być zastosowana do automatycznego sterowania cyfrową kamerą typu PTZ (Pan Tilt Zoom).

EN

A concept, practical realization and applications of a passive acoustic radar to automatic localization and tracking of sound sources in disturbing conditions were presented in the paper. The device consists of the new kind of multichannel miniature sound intensity sensors and a group of digital signal processing algorithms. The sensitivity of the realized acoustic radar was examined in free sound field. Several kinds of sound signals were used, such as: pure tone from 125 to 16000 Hz, one third octave band noise in the same frequency range and impulsive sounds. As results from experiments, in some cases even the small value of the signal to noise ratio was sufficient to localize sound source correctly. A video PTZ (Pan Tilt Zoom) camera can be pointed automatically to the spot the detected acoustical source is localized.

6

Source localization and sensor placement in environmental monitoring

Khapalov A.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2010

|

Vol. 20, no 3

445-458

EN

In this paper we discuss two closely related problems arising in environmental monitoring. The first is the source localization problem linked to the question How can one find an unknown 'contamination source'? The second is an associated sensor placement problem: Where should we place sensors that are capable of providing the necessary 'adequate data' for that? Our approach is based on some concepts and ideas developed in mathematical control theory of partial differential equations.

7

Wizualizacja parametrów i aktywności elektrycznej mózgu

Dunajski Z., Pałko T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2006

|

R. 52, nr 11

15-19

PL

Mózg wraz z otaczającymi go tkankami stanowi przewodnik objętościowy zawierający struktury aktywne elektrycznie. Odzwierciedleniem aktywności ośrodków w mózgu jest rozkład potencjałów na powierzchni skóry głowy oraz pola magnetycznego w przestrzeni dookoła głowy. W niniejszym artykule opisane zostały modele ośrodków aktywnych i różne metody modelowania głowy, jako przewodnika objętościowego, dla potrzeb lokalizacji ośrodków pobudzenia w mózgu na podstawie zapisów EEG lub MEG. Omówiono zalety i niedostatki poszczególnych modeli. Przedstawiono model złożony z elementów przestrzennych, pozwalający na dokładnie odzwierciedlenie zarówno anizotropii, jaki i niejednorodności przewodności elektrycznej tkanek. Model taki pozwala na osiągnięcie bardzo dobrej dokładności lokalizacji ośrodków pobudzenia w mózgu. W Instytucie Inżynierii Precyzyjnej i Biomedycznej Politechniki Warszawskiej powstało oprogramowanie do tworzenia modeli głowy na podstawie obrazów przekrojów mózgu. Oprogramowanie to pozwala tworzyć realistyczne modele głowy, których parametry mogą być ustalane przez użytkownika dla każdego indywidualnego przypadku oraz uwzględnianie elektrycznych właściwości tkanek głowy. Przedstawiono również możliwości spektroskopii i tomografii elektroimpedancyjnej.

EN

The brain with its surrounding tissues is a multicompartment electrical conductor. The activity is observed as distribution of electric potentials on a scalp and as magnetic field over the head. The different methods of head modelling for a localization of the active sources within the brain based on EEG or MEG recordings are discussed in this article as well as the advantages and drawback of the described models. A model consisting of the volume elements was presented which can take into account an anisotropy and the inhomogeneities of the tissues. This can significantly increase an accuracy of the localization of the active sources within the brain. A computer program to construct the models of the head from the images of the brain slices was elaborated in Institute of Prec. and Biomedical Engineering. The program enables creation the models with parameters which can be set by a user for every individual case and which are conformable to a growing knowledge about the electrical properties of the head tissues. The application of the electroimpedance tomography for tissue characterisation is also presented.