USB 미니 마이크 어레이가 필요합니다. 가능합니까?

나는 적응 형 빔 형성에 대해 많은 것을 배우고 있으며 MATLAB 등의 다양한 시뮬레이션을 사용하고 있습니다.

그러나 전체 시스템을 가지고 노는 것보다 무언가를 이해하는 것이 더 나은 방법은 무엇입니까?

이를 위해 5 마이크 정도의 USB 연결 마이크 어레이를 찾고 싶습니다 (빌드?). 그들은 환경에서 (나의 랩톱이 어디 있든지) 신호를 얻을 수 있었고, 그런 신호를 가져와 MATLAB 등으로 처리 할 수있었습니다.

나는 실제로 전체를 구축하지 않기 때문에 누군가가 이미 USB 연결 마이크 배열을 이미 사용하고 올바른 방향을 가리킬 수 있기를 바라고 있습니까?

A / D 등의 비트 해상도와 관련하여 마이크가 멋진 것은 아닙니다. 훌륭한 품질의 KISS 마이크는 잘 작동합니다.

usb audio microphone

— Spacey
소스

플레이 스테이션 아이 비디오 카메라는 4 요소 선형 마이크로폰 어레이를 갖는다. SNR이 90dB 인 48KHz에서 16 비트 샘플을 제공합니다. 사용하기 쉽습니다. 4 개의 개별 채널이있는 표준 USB 오디오 장치로 열거됩니다.

이 방법으로 사용하는 예는 Ubuntu Karmic에서 PS3 Eye 4 채널 오디오 테스트를 참조하십시오.

— 짐 파리
소스

@Mohammad @ 아마 네 채널로 자신을 제한하는 경우 좋은 솔루션이 될 것입니다. 4 개의 채널은 약 12dB의 빔 포밍 이득을 제공합니다. 단점은 어레이의 전체 범위가 매우 작기 때문에 빔 포밍 초점이 매우 크다는 것입니다. 너무 가까운 사운드 소스는 분리 할 수 없습니다. 따라서이 어레이의 주 응용 프로그램은 음원을 분리하는 것이 아니라 공간을 통해 단일 음원을 추적하는 것일 수 있습니다. 즉, 사람이 자신의 목소리에서 어디에 서 있는지 알고 있습니다.

— ARF

@ArikRaffaelFunke Hmm, 나는 초점이 무엇인지 알기 위해 적응 형 빔 형성에 대해 충분히 알지 못합니다. :-) 그러나 나는 비 순간적인 ICA를 사용하여 소스를 여전히 분리 할 수 있다고 생각합니다. (실제로 저는 현재 ICA에 중점을두고 있습니다). 또한, 예 4는 내가 기대했던 것만 큼은 아니지만 ... 아마도 이것은 시작일 수 있습니다. c

— Spacey

적응 형 빔 포밍에서 광범위하게 일한 경험이 있기 전까지는 무언가를 해킹하는 것을 피하고 싶습니다. (참고 : 약 60 채널의 전문 솔루션 비용은 약 100k €입니다. 많은 채널의 경우 공간 해상도가 훨씬 좋아 지지만 USB 포트를 통해 제한된 양의 정보 만 얻을 수 있습니다 ...)

안정적인 빔 포밍을 위해서는 모든 마이크가 동일한 타임베이스를 사용해야합니다. 가장 쉬운 방법은 여러 입력 채널이있는 외부 USB 사운드 카드를 사용하는 것입니다. 그들은 정말로 싸지 않다. 이베이에서 무엇을 찾을 수 있는지 살펴 보셨습니까?

대안은 각각 2 개의 채널이있는 다수의 USB 사운드 카드를 사용하여 공통 시간축을 희생하는 것입니다. 그러나 획득 시스템을 교정해야합니다. 이것은 소리만큼 어렵지 않습니다.

보정하기 위해 어레이를 설정하고 어레이 범위에서 멀어 질수록 어레이와 떨어진 거리에서 짧은 소리 (예 : 균열 / 박수 등)를 생성합니다. 그런 다음이 소리를 녹음하고 Matlab 또는 이와 유사한 것을 사용하여 박수 / 균열 등의 상호 상관을 계산하십시오. 다른 채널에서. 그러면 빔 포밍 알고리즘에 데이터를 공급하기 전에 채널에 적용하기 위해 채널에 적용해야하는 시간 오프셋 목록이 제공됩니다.

적응 형 빔 포밍을 탐색하려면 다중 채널 사운드 카드에서 거래를하지 않는 한이 방법이 필요할 수 있습니다.

편집 1

이 편집은 주석에서 제기 된 질문에 답변하기위한 것입니다.

지연 및 합 빔 포밍의 기본 아이디어는 다른 획득 채널에 지연을 적용하여 사운드가 공간의 한 지점에서 시작되어 다른 채널의 신호가 추가 될 때 "증폭"되도록하는 것입니다. 다른 공간 영역에서 발화하는 소리는 정렬되지 않으므로 "증폭"되지 않습니다.

특정 지연 세트를 사용하여 사운드가 정렬되는 공간 내 지점을 마이크 어레이 (또는 초점)의 초점이라고합니다. 그러나 실제로 초점은 이상적인 지점이 아니라 사운드가 잘 정렬되는 공간의 작은 영역 (어레이에 따라 다름)입니다. 이 영역의 크기를 초점의 크기라고합니다.

지오메트리 (크기, 모양 등)는 어레이의 정확한 세부 사항 (마이크 수, 마이크 간격, 관심 신호의 주파수 내용)에 따라 다릅니다. 예를 들어이 기사를 참조하십시오 .

자세한 내용은 초음파에서 "위상 배열"또는 "선형 배열"에 초점을 맞추는 텍스트를 찾으십시오. 빔 포밍은 수신시 (공간의 특정 지점에서 신호를 증폭하기 위해) 또는 방출시 (방에 "큰 소리"지점을 만들기 위해) 사용할 수 있습니다. 원칙은 동일합니다. 생각에서 "마이크"를 "스피커"로 바꾸십시오.

교정 절차와 관련하여 : 맞습니다. 내가 설명한 절차가 너무 단순합니다. 원하는 공간 영역보다 훨씬 더 먼 거리에서 캘리브레이션 박수를 만들 수있는 경우에만 효과적입니다.

이것이 가능하지 않으면 박수의 위치를 고려해야합니다. 이 경우 가장 간단한 절차는 설명 된대로 상호 상관을 통해 지연을 수정 한 다음 신호의 원점 위치로 계산 된 "역 빔 형성"지연 세트를 적용하여 신호에 웨이브 프론트의 곡률을 다시 추가하는 것입니다. 박수. 즉, "정상"빔 포밍 알고리즘에서 깊이 변수 + t0 (또는 + z0)을 사용하는 경우 역 빔 포밍 알고리즘에 -t0 (또는 -z0)을 사용해야합니다.

이 교정의 요점은 서로 다른 사운드 카드가 약간 다른 시간에 녹음을 시작하기 때문에 발생하는 오류를 제거합니다. 이것은 일반적으로 올바른 지연으로도 신호가 올바르게 정렬되는 것을 방지하므로 원하는 증폭 효과를 방지합니다.

— ARF
소스

고마워 Arik. 그러나 왜 당신이 여기에 시간 지연을 보상하고 싶은지 잘 모르겠습니다. 예를 들어, 아는 바와 같이 일부 적응 형 빔 포밍은 지연 및 합계이므로 시간 지연 문제가 자동으로 발생합니다. 두 번째 것은 (I이 당신이 무슨 말을하는지 생각), 내가 있다는 것이다 않는 일반적인 시간 동기화를 할 수 있습니다. (즉, 모든 마이크가 동시에 기록하기 시작 버튼을 누름),하지만 난 해달라고 그들에게 공통의 시간 지연을 갖고 싶어.

— Spacey

실제로 내 노트북, 마이크로폰 어레이에 내장 한 나는 생각한다 ... 그러나 실제로는 별도로 최소한의 소란으로 자신의 데이터에 액세스하는 방법을 몰라, 두 마이크이지만, 시작 포인트가 될 수있다

— 스페이시

@Mohammad-문제는 알려진 시간 지연을 보상하지 않고 알려지지 않은 시간 지연을 보상합니다 . 기본적으로 개별 USB 사운드 카드마다 약간의 처리 시간이 있으며 장치마다 다를 수 있으며 (이 경우 보상 가능) USB 버스로드에 따라 일정하지 않거나 변경되지 않을 수 있습니다.

— 코너 울프

@Mohammad FakeName의 말 ... 더 명확하게하기 위해 : 빔 포밍을위한 시간축은 고려해야 할 가장 높은 주파수 성분의 절반주기보다 더 좋아야합니다. 독립적 인 사운드 카드를 사용하여 동시에 녹음을 시작하면 불가능한 일이라고 생각합니다. 채널이 여러 개인 단일 사운드 카드가있는 경우 상황이 다릅니다.

— ARF

@ArikRaffaelFunke 캘리브레이션에 대한 당신의 의미를 알고, 나는 당신의 진술을 오해했습니다. 그러나, 채널에서 시간 지연을 실수로 제거하지 않고 일반적이지 않은 시간 기반에서 시간 지연을 제거하는 방법을 알지 못합니다. 박수에서 각 마이크까지의 거리를 동일하게 유지하는 것이 유일한 방법이지만 선형 배열> 2에서는 불가능합니다.

— Spacey