Ses kaynağı konum belirlemesi için geometrik tabanlı hesaplama yöntemi
On the application of geometrical approach to sound source localization
- Tez No: 992077
- Danışmanlar: PROF. DR. HACER KARACAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gelişen teknolojilerin etkisiyle ülkelerin savunma ihtiyaçları gün geçtikçe artmaktadır. Askeri ve sivil uygulamalarda kullanılan RADAR ve SONAR sistemleri, belirli bir bölgede bulunan nesnelerin tespitinde kullanılan başarılı yöntemlerdendir. Bu yöntemlerde, çeşitli frekans ve dalga boylarında radyo ve ses dalgaları yayınımı yapılarak bu sinyallerin cisimlerden yansıması ile cisimlerin konum ve büyüklük tespiti yapılabilmektedir. Ancak bu tür bir yayınım özellikle askeri uygulamalarda kaynağın yerini de açıkça belli etmektedir ve pasif radar sistemine sahip güdümlü mühimmatlar için açık hedef haline gelmektedir. Diğer yandan ses kaynağı konum belirlemesi ile ses altı hızlarda hareket eden bir cismin yerini tespit etmek hedef olmadan hedefi bulmayı mümkün kılabilmektedir. Bu durumda ses kaynağı lokalizasyonu ulusal güvenliği ilgilendiren savunma sistemleri için yeni kapılar açmak açısından önemlidir. Bu tez çalışması, sabit bir ses kaynağının iki boyutlu konumunu tahmin etmek amacıyla üç mikrofonlu lineer ve lineer olmayan dizilimlere uygun yeni geometrik tabanlı hesaplama yöntemleri sunmaktadır. Önerilen yöntemlerin performansı; öğrenme tabanlı yapay sinir ağı (YSA) modelleri ile birlikte, geleneksel hüzmeleme (CBF) ve faz dönüşümlü yönlendirilmiş tepki gücü (SRP-PHAT) yöntemleri referans alınarak karşılaştırmalı biçimde değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalar, gerçek dünya koşullarını yansıtacak şekilde ev içi bir akustik ortamda gerçekleştirilmiştir. Deneyler kapsamında akustik sinyaller (el çırpma sesleri), üç mikrofon ve bir adet veri toplama sistemi kullanılarak kaydedilmiştir. Yöntemler, elde edilen deneysel veriler üzerinde test edilmiş ve performansları açı, mesafe ve konum tahminine yönelik farklı değerlendirme metrikleri kullanılarak analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, önerilen geometrik tabanlı hesaplama yöntemlerinin, hem öğrenme tabanlı modellere hem de klasik CBF ve SRP-PHAT yöntemlerine kıyasla daha yüksek doğruluk, daha kararlı tahminler ve daha iyi genellenebilirlik sunduğunu göstermektedir. Bu bulgular, önerilen yöntemlerin düşük donanım maliyeti ve gerçekçi akustik ortamlarda etkin biçimde uygulanabilir olması sayesinde, ses kaynağı lokalizasyonu tabanlı pasif algılama sistemleri için güvenilir ve etkili bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Defense needs of countries are increasing daily due to the developing technologies. RADAR and SONAR systems used in military and civilian applications are successful methods for detecting objects in a specific area. In these methods, radio and sound waves are broadcast at various frequencies and wavelengths, and the position and size of the objects can be determined by reflecting these signals from the objects. However, such diffusion clearly shows the location of the source especially in military applications and makes it an open target for guided munitions with a passive radar system. On the other hand, locating an object moving at subsonic speed with sound source localization makes it possible to find the target without becoming the target. In this respect, sound source localization plays a crucial role for opening new doors for defense systems dealing with national security. This thesis proposes novel geometrical approaches for estimating the two-dimensional position of a stationary sound source using three microphone linear and nonlinear array configurations. The performance of the proposed methods was comparatively evaluated using learning based artificial neural network (ANN) models as well as conventional beamforming (CBF) and steered response power with phase transform (SRP-PHAT) methods as reference approaches. Experimental evaluations were conducted using data collected from a real world indoor acoustic environment. Acoustic signals -hand claps- were recorded using three microphones and a data acquisition system. The performance of all methods was analyzed using different evaluation metrics related to angle, distance and position estimation accuracy. Experimental results demonstrate that the proposed geometrical approaches outperform both learning-based models and conventional CBF and SRP-PHAT approaches in terms of accuracy, stability, and generalization capability. These findings indicate that the proposed methods offer a reliable and effective solution for sound source localization based passive detection systems, owing to their low hardware cost and effective applicability in realistic acoustic environments.
Benzer Tezler
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Comparison of shortest path and least risk path according to the 2D and 3D visualizations for multilayered indoor spaces
En kısa yol ve en az riskli yol algoritmalarının 2B ve 3B görselleştirilmiş çok katlı binalarda karşılaştırılması
HAZAL CEYLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGİN TARI
- Dikdörtgen kesitli konser salonlarının akustik değerlendirmesi için bir tasarım yöntemi
A Geometric design method for the acoustic evaluation of rectangular croos-sectconed concert halls
NURGÜN TAMER BAYAZIT
- The role of oxidative stress factors in the pathophysiology of Ocular Rosacea, analysis of tears and other materials
Oküler Rosacea patofizyolojisinde oksidatif stres faktörlerinin rolü, gözyaşı ve diğer materyallerin analizi
NİLÜFER YEŞİLIRMAK
Doktora
İngilizce
2023
BiyokimyaGazi ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESLİHAN BUKAN
PROF. DR. JEAN-LOUIS BOURGES
- Thin accretion disks around black holes modeling the secondary outburst
Kara deliklerin etrafındaki ince birikim diskleri ikincil parlamanın modellenmesi
MEHMET DENİZ AKSULU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAZIM YAVUZ EKŞİ