Digital Signal Processing and System Theory

Talk Nicklas Eiselt


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Entwicklung und Aufbau mehrdimensionaler Mikrofon-Arrays zur Echtzeit-Sprachverbesserung mittels Beamforming

Date: 19.01.2012, 13:00 h - 13:30 h
Room: Aquarium

Nicklas Eiselt
CAU, Kiel, Germany


Details (talk will be in German)



Mit einem Mikrofon werden Schallwellen erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Werden mehrere Mikrofone in einem Raum angeordnet, so erfasst jedes Mikrofon die Schallwelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Jedes einzelne Mikrofonsignal ist damit zeitlich zu den anderen Mikrofonen verschoben.Wird nun diese zeitliche Verschiebung bestimmt und die Phase der Signale durch einen komplexen Faktor angeglichen, so sind sie in Phase. Ein Summation dieser Mikrofonsignale führt also zu einer Verstärkung. Werden dagegen Signale aus anderen Richtungen mit diesem Faktor multipliziert, so sind diese nicht in Phase. Eine Aufsummation ist damit destruktiv, sodass diese Signale gedämpft oder sogar eliminiert werden. Demnach kann durch das Ausnutzen von räumlichen Informationen ein Signal gezielt von anderen Signalen getrennt werden. Talk Nicklas Eiselt Signale die gezielt durchgelassen werden, stellen Nutzsignale dar; Signale die gedämpft werden, sind Störsignale. Die Anordnung von Mikrofonen im Raum wird in dieser Arbeit als Mikrofon-Array bezeichnet. Das gezielte Beeinflussen der Richtcharakteristik eines Mikrofon-Arrays wird Beamforming genannt, die Einheit, die diese Richtcharakteristik ermöglicht, heißt Beamformer.

In dieser Arbeit geht es darum die Eigenschaften von bestimmten Mikrofonanordnungen anhand von Simulationen zu bestimmen und eine Geometrie schließlich für ein bereits vollständig implementiertes Echtzeit-Beamformer-Nachfilter-System aufzubauen. Der Fokus der Anwendung liegt dabei auf der automobilen Umgebung. Die Nutzsignale sind Sprachsignale; im Auto kann dies z.B. der Autofahrer sein. Zu den Störsignalen zählen ebenso Sprachsignale, z.B. der Beifahrer, aber auch Rauschen und andere Störgeräusche wie z.B. Fahrgeräusche.