بهسازی سیگنال صوت (گفتار) با استفاده از آرایه میکروفونی

چکیده

آرایه به مجموعه‌‌‌ ای از چند سنسور گفته می ‌‌‌شود که در مکان های مختلف قرار گرفته ‌‌‌اند و برای اندازه گیری و بدست آوردن امواج دلخواه (که بسته به کاربرد آن نوع امواج می تواند متفاوت باشد)، مورد استفاده قرار می ‌‌‌گیرند. سنسورها به عنوان مبدل، انرژی امواج برخورد کننده به آنها را به انرژی الکتریکی تبدیل می ‌‌‌‌نمایند، تا بتوان بر روی آنها پردازش ‌‌‌‌های دلخواه را انجام داد. خروجی هر سنسور با میدان موج در مکان سنسور متناسب است.

ترکیب سیستم های آرایه میکروفونی و پردازش سیگنال برای بدست آوردن سیگنال های صوتی با دقت بالا به کار گرفته می شود. این روش از توانایی فیلتر کردن فضایی یک آرایه به دست می آید که اجازه می ­دهد سیگنال گفتاری یک گوینده از گوینده های دیگر و منابع ناخواسته و مزاحم جدا شود. این فرایند بیمفرمینگ یا شکل دهی پرتو نامیده می شود.

سیستم‌‌‌‌ های آرایه میکروفونی دارای مزایای زیادی می ‌‌‌‌باشند، که سیستم ‌‌‌‌های تک میکروفونه توانایی رسیدن به آنها را ندارند. آنها می‌‌‌‌ توانند به صورت الکترونیکی جهت‌‌‌‌ دهی و هدف‌‌‌‌ گیری شوند، تا سیگنال با کیفیت زیاد را از منبع صوتی دلخواه تهیه نمایند و هم‌‌‌‌ زمان گوینده ‌‌‌‌های تداخلی و منابع نویز موجود در محیط را تضعیف و حذف نمایند. همچنین نیاز به حرکت فیزیکی ندارند و این گوینده را قادر می‌‌‌‌ سازد تا بدون نیاز به همراه داشتن میکروفون و با آزادی عمل زیاد حرکت نماید. از قابلیت ‌‌‌‌های جالب و منحصر به فرد سیستم‌‌‌‌ های آرایه میکروفونی می‌‌‌‌ توان از آشکارسازی خودکار منابع صوتی، مکان ‌‌‌‌یابی منبع صوتی، دنبال نمودن گوینده متحرک در محیط نام برد.

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه

1-1- اصول سیستم های پردازش آرایه ­ای

1-1-1- آشکارسازی سیگنال و بهبود آن 

1-1-2- به دست آوردن ویژگی های سیگنال

1-1-3- دنبال نمودن هدف (منبع انتشار سیگنال)

1-1-4- فیلتر نمودن مکانی

1-2- سیستم ‌‌‌‌های آرایه میکروفونی

1-3- تفاوت هاي آرايه ميكروفوني با مباحث كلاسيك پردازش آرايه‌ اي

1-4- كاربردهاي سيستم‌ هاي آرايه ميكروفوني

1-5- معرفی ساختار پروژه

فصل دوم: بررسی انواع چیدمان در آرایه های میکروفونی

فصل دوم: بررسی انواع چیدمان در آرایه های میکروفونی

2-1- 1-2- آرایه­ های با چیدمان منظم

2-1-1- آرایه های خطی

2-1-2- آرایه های دو بعدی

2-1-3- آرایه های سه بعدی

2-2- آرایه­ های با چیدمان نامنظم (Ad-hoc)

فصل سوم: آشنائی با انواع محیط های پردازشی

3-1- Far-Field Processing

3-2- Near-Field Processing

فصل چهارم: نتایج و شبیه سازی

4-1- شبیه سازی منابع گفتار و نویز

4-2- آزمایش اول

4-2-1- بخش اول

4-2-2- بخش دوم

4-2-3- بخش سوم

4-3- آزمایش دوم

4-3-1- بخش اول

4-3-2- بخش دوم

4-3-3- بخش سوم

4-3-4- بخش چهارم

4-3-5- بخش پنجم

ضمیمه الف: M-flie مربوط به MicSigProducDirect آزمایش اول

ضمیمه ب: M-flie مربوط به DSBeamformer.m آزمایش اول

ضمیمه ج: M-file مربوط به DSB_Beampattern.m آزمایش اول

ضمیمه د: M-file مربوط به MicSigProduceReverb.m آزمایش دوم

ضمیمه ه: M-file مربوط به Step_plot.m آزمایش دوم

ضمیمه و: M-file  مربوط به DSBeamformer.m آزمایش دوم

فهرست مراجع

واژه نامه فارسی به انگلیسی

واژه نامه انگلیسی به فارسی