Localização de fonte sonora
utilizando microfones
Lauro Gonçalves da Rocha
Engenharia da Computação – Cin UFPE
Localização de Fonte sonora utilizando
microfones
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Maneira de localizar uma fonte sonora que emitiu um determinado ruído em um
ambiente.
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Pré – Processamento
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Tecnologias
Tratamento do sinal de áudio
Processamento
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Time difference of arrival
Algoritmos de localização
Motivação
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Diversos tipos de aplicação
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Radares
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Audição Artificial para Robôs
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Militar
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Segurança Pública
Esse tipo de problema pode então ser resolvido aplicando a idéia de
múltiplos microfones que camptam a diferença de tempo de chegada dos
sons.
Tratamento do Sinal de Audio - Tecnologias
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Necessário a escolha de tecnologias para implementação do projeto.
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Escolha de uma linguagem para implementação dos algoritmos
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MATLAB
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JAVA
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C/C++
Tratamento do Sinal de Audio - Tecnologias
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Escolha da Linguagem para fazer interface entre o Hardware (placa de
captura de áudio) e o software (implementação dos algoritmos)
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JAVA
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C/C++
Considerações necessárias para a escolha são principalmente a velocidade e
a capacidade de se embarcar a solução.
Tratamento do Sinal de áudio – Pre Processamento
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Para se manipular os dados digitalizados, é necessário que se altere os
dados vindo da placa de captura.
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Determinar precisão desejada.
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Criação de uma estrutura de dados.
Tratamento do Sinal de áudio – Pre Processamento
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Uma definição importante nesta etapa é relacionada a um evento.
Microfones captam sons em certos intervalos, e para começar o
processamento, um limiar precisa ser definido.
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De acordo com o ambiente, esses valores podem mudar.
Processamento – Time Difference of Arrival
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Time Difference of arrival ou diferença de tempo de chegada é a variação de
tempo nos instantes de chegada do som nos microfones ou receptores.
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São necessários para o cálculo da localização da posição.
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Existem TDOAs dependentes e independentes, e os microfones precisam ter
referências.
Processamento – Localização através de TDOA
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Diversas maneiras de se achar a posição da fonte sonora através de TDOAs.
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Algoritmos possuem um alto custo computacional, então é necessário saber
qual tipo de projeto está se tentando implantar.
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Sempre buscar uma solução otimizada, pois nesse contexto todos as
aplicações são em tempo real.
Processamento – Localização através de TDOA
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Três maneiras de se resolver o problema foram desenvolvidas
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Intersecção de Hipérboles
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Sistemas de equações Lineares usando trigonometria
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Sistemas de equações Lineares usando álgebra
Todas as maneiras exigem fomas de solucionar algum tipo de equação,
porém, através de métodos diferentes.
Conclusão
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Método utilizado em diversas áreas.
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Tecnologia utilizada visando aplicação embarcada.
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Requer alto poder computacional e velocidade, para aplicações em tempo
real.
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Soluções distintas de acordo com o projeto.