Selbstausrichtende Mikrofonarraysysteme:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI Verl.
1996
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 10]
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| adam_text | Titel: Selbstausrichtende Mikrofonarraysysteme
Autor: Sydow, Carsten
Jahr: 1996
FORTSCHRITTBERICHTE VW Dipl.-Ing. Carsten Sydow, Darmstadt Selbstausrichtende Mikrofonarraysysteme Reihe 10: Informatik/ Kommunikationstechnik Nr. 429 VW VERLAG
INHALTSVERZEICHNIS V Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der wichtigsten Formelzeichen VIII 1 Einleitung 1 2 Die Richtcharakteristik von Mikrofonarrays 5 2.1 Signalverarbeitungsstrukturen zur Erzeugung von Richtcharakteristiken . . 5 2.2 Symmetrie der Richtcharakteristik verschiedener Sensoranordnungen..... 7 2.3 Berechnung der Richtfaktoren verschiedener Anordnungen .......... 9 2.3.1 Eindimensionales Array im Fernfeld eines Kugelstrahlers....... 10 2.3.2 Eindimensionales Array im Nahfeld eines Kugelstrahlers ....... 13 2.3.3 Zweidimensionales Array im Fernfeld eines Kugelstrahlers....... 15 2.3.4 Verwendung von Mikrofonen mit Gradientencharakteristik...... 16 2.4 Abschätzung des erzielbaren Bündelungsmaßes................. 16 3 Hardware für Mikrofonarraysysteme 20 3.1 Mikrofone..................................... 20 3.2 Signalverarbeitung................................ 20 3.3 Gewählte Konfiguration ............................. 22 4 Optimierung der Richtcharakteristik 24 4.1 Ziel der Optimierung............................... 24 4.2 Wahl der Mikrofonabstände........................... 24 4.3 Optimierung des Beamformers.......................... 27 4.3.1 Dolph-Tschebyscheff-Verfahren ..................... 28 4.3.2 Numerische Optimierung......................... 30
VI INHALTSVERZEICHNIS 4.3.3 Optimierung mit Hilfe der Mikrofonsignale............... 32 4.4 Diskussion des Nahfeldfalls............................ 37 4.5 Charakterisierung der aufgebauten Anordnung................. 33 5 Sprecherortung und Sprachdetektion 43 5.1 Ortungskonzepte................................. 43 5.1.1 Korrelationsverfahren........................... 43 5.1.2 Weitere Verfahren zur Laufzeitschätzung für Arrays mit wenigen Mikrofonen .................................. 45 5.1.3 Ortung unter Ausnutzung der Richtwirkung.............. 46 5.2 Sprachdetektion.................................. 50 5.2.1 Ein Sprachdetektionsverfahren zur Steuerung eines selbstausrichten- den Mikrofonarrays............................ 51 6 Zum Einsatz von Richtmikrofonen in Räumen 59 6.1 Bewertung der Sprachaufzeichnung in verschiedenen Aufnahmesituationen 59 6.2 Verbesserung des subjektiv relevanten Signal/Geräusch-Abstands ...... 63 6.3 Verbesserung der Sprachverständlichkeit durch Einsatz von Richtmikrofonen 67 7 Zusätzliche Geräuschreduktion 69 7.1 Bewertung von Geräuschreduktionsverfahren.................. 71 7.1.1 Aufbau zur experimentellen Bewertung................. 73 7.2 Geräuschkompensation und adaptives Beamforming.............. 74 7.2.1 Einsatz der Geräuschkompensation im Mikrofonarraysystem..... 76 7.2.2 Geräuschkompensation als adaptives Beamforming .......... 77 7.2.3 Betrachtungen zur erzielbaren Geräuschreduktion........... 77 7.2.4 Experimentelle Ergebnisse........................ 83 7.3 Spektrale Subtraktion .............................. 85
INHALTSVERZEICHNIS VII 7.3.1 Einsatz der Spektralen Subtraktion im Mikrofonarraysystem..... 87 7.3.2 Betrachtungen zur erzielbaren Geräuschreduktion........... 87 7.3.3 Experimentelle Ergebnisse........................ 88 7.4 Frequenzselektive Dämpfung........................... 90 7.4.1 Einsatz des Verfahrens im Mikrofonarraysystem............ 92 7.4.2 Betrachtungen zur erzielbaren Geräuschreduktion........... 92 7.4.3 Experimentelle Ergebnisse........................ 93 7.5 Matched-Filter-Verfahren............................. 94 8 Zusammenfassung und Ausblick 96 Literatur 99
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