Sound source localization using MEMS digital microphone arrays
Sayısal MEMS (Mikro elektro-mekanik sistemler)mi̇krofon dizileri kullanarak ses kaynağı konumlandırma
- Tez No: 604623
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞENOL MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Yapay zeka teknolojilerinde son yıllardaki gerçekleşen gelişmeler ile birlikte ses kaydetme ve konuşma işleme uygulamalarında önemli bir artış gözleniyor. Ses kaydının kalitesini artırmak ve sesden ek konum ile ilgili bilgi edinmek için birden fazla mikrofonun geometrik olarak diziminden oluşan mikrofon dizileri son on yılda yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak mikrofon dizileriyle ilgilenmek, dijitalden analoga dönüşüm yapmak için gelişmiş devre ve senkronizasyon ve yüksek kaliteyi sağlamak için eşleştirme devreleri gerektiriyordu. MEMS Dijital Mikrofonlarla ilgili son gelişmeler sayesinde, artık piyasada çok küçük, çok düşük-güç tüketimi olan ve yüksek kalitede ses alan mikrofon cihazları bulunuyor. Bu tezde, ses kaynağı lokalizasyonunda ve ses demeti oluşturma uygulamalarında kullanılan bir mikrofon dizisi oluşturmak için en güncel MEMS dijital mikrofon alternatifleri incelenmiştir. Farklı üreticiler tarafından kullanılan I2S ve TDM dahil alternatif dijital iletişim arayüzlerini test edildi ve sonrasında 4 mikrofonunu içeren kare şeklinde bir PCB üretilerek üzerindeki mikrofon dizisi konuşma tanıma ve telekonferans odası sistemleri de dahil olmak üzere gerçek dünya ortamlarında sağlamlığı ve hızlı performansı sebebiyle en yaygın kullanılan model olan ses gecikmeli tahmin modelini kullanarak değerlendirildi. Her bir kanalın gecikmesini doğru bir şekilde hesaplamak için, GCC-PHAT çapraz korelasyon yöntemi kullanıldı ve daha sonra dizi geometrisi girdileri kullanılarak ses varış açısı elde edildi. Son olarak, akustik port dış tasarımının olası olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için bir cihaz muhafaza kutusu tasarlandı ve üç boyutlu olarak üretildi.
Özet (Çeviri)
Technological developments around artificial intelligence in the last decade have led to a significant increase in applications of audio capturing and speech processing. To increase quality of sound recording and to obtain additional spatial information from sound, microphone arrays including geometrically distributed number of microphones are used widely in last decade, but dealing with microphone arrays was requiring advanced circuitry to make digital to analog conversion and also matching circuitry to ensure synchronization and high quality. Thanks to recent advances regarding MEMS Digital Microphones, we now have very small, ultra-low power and high-quality microphone devices in the market. In this thesis, most recent MEMS digital microphone alternatives are studied to create a microphone array which is used in sound source localization and beam forming applications. Alternative digital data streaming interfaces by different manufacturers including I2S and TDM were tested and evaluated and then an evaluation PCB was produced to design a real-life MEMS digital microphone array device including 4 microphones in edges of a square shaped PCB. During evaluation part of the microphone arrays, time-delay estimation model was used as sound source localization since it is the one of the most common used models thanks to its robustness and fast performance for real-use cases including speech recognition and teleconference room systems. In order to calculate delay of each channels accurately, GCC-PHAT Cross-Correlation method was used and then direction arrival angle was obtained using array geometry inputs. Lastly, an enclosure-device box was also designed and 3D fabricated in order to eliminate possible effects of acoustic port outer design.
Benzer Tezler
- Mikrofon dizilerinde ses kaynağının yerinin zaman farkı gecikmeleri kullanılarak bulunması
Sound source localization using microphone arrays by tdoa method
BİLGE MİNİSKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. MÜRVET KIRCI
- Time difference of arrival based passive sensing and positioning system integrated into moving platforms
Geliş zamanı farkı yaklaşımlı hareketli platformlara entegre pasif yayın algılama ve konumlandırma sistemi
BURAK AHMET ÇELEBİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET NURİ AKINCI
- Mikrofon dizilerinde ses kaynağının yerinin genetik algoritma kullanılarak bulunması
Sound source localization with microphone arrays using genetic algorithm
EKREM ÇONTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HASAN ŞAKİR BİLGE
- Fourıer bölgesinde çapraz ilinti yöntemi ile ses kaynağının konumunun fpga kullanarak tespiti
Sound source localization in the fourier region with cross correlation method using fpga
MERVE ÖZTÜRK LAFCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN ŞAKİR BİLGE
- İğnecikli sinir ağları ile ses kaynağı sınıflandırma
Sound source classi̇fi̇cati̇ons usi̇ng spi̇ki̇ng neural networks
PEREN JERFİ CANATALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN NURİ UÇAN