다른 위치에서 측정 된 신호의 피크를 자동으로 분류하려면 어떻게해야합니까?


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우주의 여러 위치에서 시간이 지남에 따라 소리를 측정하는 마이크가 있습니다. 녹음되는 사운드는 모두 공간의 동일한 위치에서 발생하지만 소스 포인트에서 각 마이크까지의 경로가 다르기 때문에 발생합니다. 신호는 (시간) 이동되고 왜곡됩니다. 사전 지식은 가능한 한 양호한 시간 시프트를 보상하기 위해 사용되었지만 여전히 데이터에 일부 시간 시프트가 존재합니다. 측정 위치가 가까울수록 신호가 더 유사합니다.

피크를 자동으로 분류하는 데 관심이 있습니다. 이것은 아래 그림에서 두 개의 마이크 신호를 "보고"두 개의 주요 사운드가있는 위치와 파형에서 "인식"하고 시간 위치를보고하는 알고리즘을 찾고 있음을 의미합니다.

sound 1: sample 17 upper plot, sample 19 lower plot,
sound 2: sample 40 upper plot, sample 38 lower plot

이를 위해 각 피크 주변에서 체비 쇼프 확장을 계획하고 체비 쇼브 계수 벡터를 군집 알고리즘 (k- 평균?)의 입력으로 사용하려고했습니다.

예를 들어 다음은 두 개의 피크 (파란색 원) 주위의 9 개 샘플 (빨간색)에 대해 5 개의 체비 쇼프 계열에 의해 근사 된 두 개의 가까운 위치 (파란색)에서 측정 된 시간 신호의 일부입니다. 여기에 이미지 설명을 입력하십시오

근사치는 꽤 좋습니다 :-).

하나; 상단 그림의 체비 쇼프 계수는 다음과 같습니다.

Clu = -1.1834   85.4318  -39.1155  -33.6420   31.0028
Cru =-43.0547  -22.7024 -143.3113   11.1709    0.5416

그리고 더 낮은 줄거리에 대한 체비 쇼프 계수는 다음과 같습니다.

Cll = 13.0926   16.6208  -75.6980  -28.9003    0.0337
Crl =-12.7664   59.0644  -73.2201  -50.2910   11.6775

Clu ~ = Cll 및 Cru ~ = Crl을 보려고했지만 이것이 사실이 아닌 것 같습니다.

이 경우에 더 적합한 또 다른 직교 기반이 있습니까?

진행 방법에 대한 조언이 있습니까? (나는 Matlab을 사용하고 있습니다)?

답변에 미리 감사드립니다!


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체비 쇼프 다항식 계수의 벡터 공간에서 표현 될 때 피크의 "모양"이 연속적이라고 가정하는 것 같습니다. 즉 피크의 한 부분 모양의 작은 변화는 작은 변화에 영향을 미칩니다 계수에서). 이것이 사실이라고 믿을만한 이유가 있습니까? 문제를 해결하지 않고 도구를 선택한 것처럼 들립니다.
Jason R

분명히, 당신은 어떤 방식으로 피크를 "분류"하려고합니까? 동일한 피크에 해당하는 다양한 센서의 측정 값을 연결하려고합니까? 선험적 으로 상대적인 시간 지연을 측정 한 다음 해당 정보를 분류에 사용할 수있는 다른 방법이 있습니까?
Jason R

Jason R. 안녕하세요. 질문을 좀 더 명확하게하기 위해 업데이트했습니다.
Andy

실제로는 "지진 지형 분류를 통한 자동화 된 구조 해석"(Borgos et al) 논문의 단계를 재현하려고합니다. 더 일반적인 용어로 문제를 설명하려고했습니다.
Andy

@Andy이 계수가 여기에 표시된 빨간색 선과 어떻게 일치하는지 설명해 주시겠습니까? 상관 관계가없는 것 같습니다 ...
Spacey

답변:


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와이나는[]

와이나는[]=h나는[]엑스[]
h나는[]소스에서 마이크 "i"로의 전송 기능의 임펄스 응답입니다. 이러한 전달 함수는 진폭 및 위상 응답이 다릅니다. 그것들이 충분히 다른 경우, 개별 마이크 신호들 또한 상당히 다를 것이고, 피크들이 실제로 동일한 지점에 나타날 것이라고 믿을 이유가 없습니다. 대부분의 음향 환경에서 마이크가 관심 주파수 (또는 스펙트럼에 중요하지 않은 에너지가있는)에 대해 1/4 파장 이상 떨어져 있으면 "다른"상태가됩니다.

전송 기능을 측정 할 수 있으면 해당 전송 기능의 역으로 ​​각 마이크 신호를 필터링 할 수 있습니다. 이는 마이크 신호를 훨씬 더 유사하게 만들고 필터링 효과를 줄여야합니다.

대안은 모든 마이크 신호를 소스에서 픽업을 최적화하지만 다른 모든 것을 거부하는 빔 포머로 결합하는 것입니다. 이것은 또한 소스 신호의 상당히 "깨끗한"버전을 제공해야합니다.

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