ВЛИЯНИЕ НЕИДЕНТИЧНОСТИ МИКРОФОНОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОФОННЫХ РЕШЕТОК

Предмет исследования. Рассмотрены способы обеспечения идентичности каналов микрофонов, используемых в микрофонных решетках. Разработана методика расчета разницы чувствительностей микрофонов, влияющей на степень подавления мешающего сигнала, применительно к задаче пространственного разделения широкополосных речевых сигналов. Методы. Теоретические и экспериментальные исследования базируются на использовании аппарата дискретного преобразования Фурье, методов вычислительной математики, математического моделирования. Основные результаты. Представленыаналитические выражения в замкнутой форме, получены теоретические зависимости, связывающие степень подавления мешающего сигнала с разницей в чувствительностях микрофонов. Моделирование, выполненное в среде MATLAB (версия 7), подтвердило справедливость полученных теоретических результатов. В ходе моделирования получена экспериментальная зависимость степени подавления мешающего сигнала от разницы в чувствительностях микрофонов. Эта зависимость позволяет определить допуск на отличие амплитудно-частотных характеристик микрофонов, при котором будет гарантировано требуемое подавление мешающего сигнала при выделении полезного сигнала. Практическая значимость. Результаты работы могут найти применение при проектировании устройства выделения речи целевого диктора из шумов из смеси голосов.

1. Столбов М.Б. Применение микрофонных решеток для дистанционного сбора речевой информации // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 4. С. 661–675. doi: 10.17586/2226-1494-2015-15-4-661-675
2. McCowan I.A. Microphone Arrays: A Tutorial [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.idiap.ch/~mccowan/arrays/tutorial.pdf, свободный. Яз. англ. (дата обращения 11.10.2015).
3. Singh H., Jha R.M. Trends in adaptive array processing // International Journal of Antennas and Propagation. 2012. V. 2012. Art. 361768. doi: 10.1155/2012/361768
4. Tashev I. Beamformer sensitivity to microphone manufacturing tolerances // Proc. 19th Int. Conf. on Systems for Automation of Engineering and Research (SAER-2005). Sofia, Bulgaria, 2005. P. 132–136.
5. AIP Hand-book of Condenser Microphones: Theory, Calibration, and Measurements / Eds. G.S.K. Wong, T.F.W. Embleton. NY: American Institute of Physics, 1995. 322 p.
6. Nordholm S., Claesson I., Dahl M. Adaptive microphone array employing calibration signals: an analytical evaluation // IEEE Trans. on Speech and Audio Processing. 1996. V. 7. N 3. P. 241–252. doi: 10.1109/89.759030
7. Seltzer M., Raj B. Calibration of microphone arrays for improved speech recognition // Mitsubishi Research Laboratories, TR-2002-43.
8. Wu H., Jia Y., Bao Z. Direction finding and array calibration based on maximal set of nonredundant cumulants // Proc. IEEE Int. Conf. on Acoustics, Speech, and Signal Processing, ICASSP. Atlanta, USA, 1996. V. 5. P. 2626–2629.
9. Tashev I. Gain self-calibration procedure for microphone arrays // Proc. IEEE Int. Conf. on Multimedia and Expo (ICME). Taipei, Taiwan, 2004. V. 2. P. 983–986.
10. Кривошейкин А.В., Перелыгин С.В. Принципы настройки микрофонных антенных решеток // Материалы X Международной научно-практической конференции «Прикладные научные разработки – 2014». Прага, Чехия, 2014. С. 14–17.
11. Кривошейкин А.В., Перелыгин С.В. Микрофонная решетка для реализации направленной акустической антенны // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58. № 3. С. 221–225. doi: 10.17586/0021-3454-2015-58-3-221-225
12. Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки. М.: Радио и связь, 1986. 448 c.
13. Кривошейкин А.В., Перелыгин С.В. Моделирование микрофонной антенной решетки // Мир техники кино. 2015. №1 (35). C. 22–26.
14. Вахитов Ш.Я., Ковалгин Ю.А., Фадеев А.А., Щевьев Ю.П. Акустика: учебник для вузов. М.: Горячая линия–Телеком, 2009. 660 с.
15. Вахитов Я.Ш. Слух и речь. Л.: ЛИКИ, 1973. 124 с.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License