sound localization (insan sesin yönünü nasıl bulur)

[biomer]

selam arkadaslar;
bitirme projesi olarak sound localization konusunu aldım. kısaca bahsetmem gerekiyorse biz insanlar seslerin yönünü nerden geldiğini nasıl tayin ederiz? bunu matematiksel olarak analiz edeceğiz. analiz edebilmek icin önce sesi toplayacagımız bir devreye ihtiyacımız var sonra bunu MATLAB DAQ ile bilgisayarda işleyeceğiz. bunların her bölümü icin sizden ilerde yardım isteyecegim ama bana su an gerekli olan sesi alacagımız mikrofon. bu mikrofon insan kulak yolu kadar ince olmalı ki kulak kepçemiz modelinin içine girebilsin, ayrıca insanın sesi işitebildiği frekans aralığında filan olmalı. böyle bir mikrofon sistemini nerden bulabilirm özel bir ismi var mı? hatta bu mikrofon array özelliği taşırsa bizim icin daha iyi olur. biraz uzun oldu ama bilgi verirseniz sevinirim.
herkese iyi calışmalar.

[z]

Ses kaynagini yerinin neden iki mikrofonla tespit etmiyosunuz?

Siradan es iki mikrofonu bir karis arayla yerlestirin ve her ikisinin arkasina es iki amplifikator koyun. Cikis sinyallerinin fazina ve genligine bakin.

Hesaplamalara bilgisayar ortaminda devam edecekseniz sadece arabirime ihtiyaciniz var.

[biomer]

zaten 2 mikrofon ile yapacagız. bunun bir ilerki aşaması bu mikrofonları kulak kepcesinin icine yerleştirme, eger kulak kepcemiz olmasaydı sesi düzgün olarak ayırt edemezdik çünkü kulak kepcesinin kıvrımları sayesinde sesin aşagı-yukarı dogrultusu ve bazı kör noktalar da ayırt edilebiliyor, benim istedigim bu kulak yoluna girebilecek ebattaki mikrofonu nasıl bulabilirim. daha sonra devresiine gececegim. devreden sonrada sesi bilgisayarda işleyecegim. ilgin icin tesekkür ederim. yine yorumunu beekliyorum.

[KAZIMUGUR]

Birbirinden tamamen bağımsız iki kulak ve kafatası...
İnsanın duyarak yön bulmada kullandığı "algılayıcıları".

Kondanser/Elektred microfonlar küçük ve bant genişliği hem fazla hem doğrusal.

[biomer]

electretler işime yarayacak gibi duruyor, soyle bir göz gezdirdim de. ayrıntısına bir dalayım üstüne baska sorularımda olacak. sağolasın. baska önerileri de bizden esirgemeyin. herkese iyi calısmalar

[argeelektronik]

kapasitif mikrofonlar baya küçük işini görebilir.

[KAZIMUGUR]

Microfonların yön diagramlarınıda incelemelisin.
İnsan kulağının değerlerine uymalı.Kondanser/Elektred tipler pek yön seçmezler. :?
Mekanik tedbir gerekebilir.
Yön belirlemede faz farkımı seviyemi öncelikli değerdir.?
Bazıları sese yönelen robotlarda 3 alıcı kullanıyor neden.?
Analog-digital...hangisi hangisini döver.?

[Göktuğ]

benim istedigim bu kulak yoluna girebilecek ebattaki mikrofonu nasıl bulabilirim.

National firmasında cok kucuk ve spi olarak cıkıs veren mikrofonlar bulunmakta.1 dolar civarı bir fiyatı vardı.Bunlardan sample yollamıyorlar ama soyliyimde

[biomer]

yön bulmayı hem faz farkı hem de seviye(level) beraber sağlıyor (basit manada). 1500Hz in altındaki frekanslar için faz farkı önemli iken yüksek frekanslarda level önemli olmakta...
3 alıcı kullanmalarının sebebi 2 alıcıda (insan modeli icin) sesin yönünü bulmada bir takım aksaklıklar meydana geliyor bazı özel durumlar söz konusu bu hata payını min. indirmek icin 3 alıcı kullanıyor olabilirler.

mekanik tedbirinden kastın tam lokalizasyonu saglamak mı. biz bu çalışmada hareketli değil insan kafası-kulak-kulak yolu üzerinde çalışacagız. kendimize bu sekilde bir model yapıp bir takım deneysel veriler alacagız. bundan dolayı ki kullanılan mikrofonlar insan kulagıyla benzer özellikler tasımalı veya insan kulagına yakın olmalı. bu konuda acıkcası fazla bir bilgim yok en iyi mikrofonu secmem icin siz bilenlere danısmak daha uygun.

"KAZIMUGUR" düşüncelerini biraz daha acarsan sevinirim.

[teketek]

@biomer,

işitme cihazlarını incelemeyi düşündün mü ya da inceledin mi? yapmayı düşündüğün proje buna benzer bişey galiba.

[KAZIMUGUR]

Kondanser ler hemen hemen tüm yönlerden gelen sesleri neredeyse eşit alırlar.Bu hesaplarını olumsuz etkileyebilir.Mekanik tedbir istediğin yön dışındakileri azda olsa sönümlemek için.
Yazılarından anladığım kulak yolunuda simüle edeceksiniz.Kulak içi işitme cihazı satıcılarında bir jel var.Kulak içine önce krem uyguluyorlar,sonra jeli şırınga ile dolduruyorlar.Biraz bekledikden sonra donan (yumuşak lastik gibi) jeli çıkarıp kalıp yapımında kullanıyorlar.
Bunun sebebi kulak yolunun özellikleri.Ses kulak yolunda 1,2-1,4 oranında güçleniyor.Zara dayalı kemikciklerde 1,5-1,8 oranında bir güçlendirme daha var.Bu oranları yanlış hatırlıyor olabilirim yaklaşık kabul et.
Mikrofon preamfilerin kaliteli olsun.Çıkışlarında kompresör kullanman gerekebilir simülasyon sınırlarınıza bağlı.Bundan sonrasını dijital ortama alabilirsin.
Bunları eskiden ayrık elemanlarla yapıyorduk şimdilerde tümleşik elemanlar olabilir.

[picusta]

Bu işin algoritması şudur: 2 sinyalin korelasyonu alınıyor.
Okulda yaptığım bütün sonar, radar, optik mouse deneyleri mesafeyi bu şekilde tespit ediyor.

[biomer]

bu konu üzerine ögrenmem gereken cok sey oldugunun farkındayım ki zaten daha yolun basındayım. korelasyon analizinin esit sayıdaki degiskenlerin analizi olup birbirine göre nasıl degistiginin sonucunu veriyor olarak biliyorum. "PICUSTA"m yaptıgın deneyleri biraz daha acarsan sevinirim. iyi calısmalar.

[picusta]

korelasyon analizinin esit sayıdaki degiskenlerin analizi olup birbirine göre nasıl degistiginin sonucunu veriyor olarak biliyorum.

Doğrudur. Sinyal işlemede korrelasyon deyince iki fonksyonun sonucu interkorrelasyon (intercorrelation) fonksyonundan bahsediliyor. Birde sinyalin kendi ile autocorrelation'u var.



Autokorelasyonun özelliği 0 da maksimum olması ("beyaz" gürültüde bile).
Matematiksel olarak şunu kanıtlayabilirsin: Aynı kaynaktan gelen sinyali 2 farklı algılayıcı ile alırsan ve bu sinyallerin interkorrelasyonunu yaparsan, kaynak sinyalinin autokorrelasyonunu elde etmiş olursun (+ gürültü). şu ufak farkla:
interkor fonksyonun autokor fonksyonun iki algılayıcının kaynağa uzaklık farkı  kadar kaymış olacak başka değişle fonksyonun maksimum sıfırda değil (autokorelasyondaki gibi), 2 algılayıcının mesafesi kadar (mesafe = zaman/ses hızı).

Yaptığım sonar uygulmasına gelince:
Sonar sinyalini belli şekilde üretip (Autokor 0 da maks olacak ve diğer yerlerde 0 olacak şekilde) taşıyıcıya bindiriyoruz. Sonra üretiğimiz sinyali   duvara gidip çarpıyor. Bizde mikrofonumuzdan gelen sinyal ile üretüğümüzü ınterkor yapıyoruz, maksimumuna bakarak mesafe ölçülmüş oluyor.
Anlayacağın yaptığı iş PIC'li ultrason mesafe ölçere benziyor, fakat algoritma daha değişik. üretilen sinyal tek frekans değil, ve gürültüde boğulsa bile yine aslanlar gibi çalışıyo.
Daha yazarım yaptıklarımı. Sorması ayıp nerenin bitirme projesi bu?
Belki tam olarak işine yaramayabilir, daha elektronik yöntemlerle halledebilirsin belki.

[picusta]

Dediğim gibi senin amacın insan kulağana en yakın şekilde çalışan bir model elde etmek. Array'den bahsetmişsin, yön diyagramı vs..
Düzlemde kaynağın konumunu belirlemen için benim dediğim yöntemde 2'den fazla mikrofona ihtiyacın olacak. (GPS'de 4 veya 5 uydudan sinyal alınıyor.)
Optik mouse prensipli deneyden bahsedeyim:
Yüzeyi pütürlü bir disk dönüyor, amaç bu diskin hızını bulmak. Elimizde iki adet (kırmızı ışık verici led bir de algılayıcı led var). Bu 2 algılayıcıyı aynı daire üzerine yerleştiriyoruz. 1 algılayıcıya baktığımızda elde ettiğimiz sinyal gürültüden başka bişey değil (dönen pütürlü yüzey).
2'sinin ınterkor yaptığımızda, iki algılayıcının arasındaki mesafeyi bilirsek, dönüş hızı ve yönünü kolaylıkla buluruz.
Bu sistem akışkanlar için de kullanılıyor, veya yürüyen bant hızını bulmak için.
Birde interkor ile sinyallerin Fourier dönüşümü arasında bir bağlantı var. (birkaç ay öncesinde ezbere yazardım, şimdi bakmam lazım, belki konvolüsyon yapılıyor).