VADINSKÝ, V. Systém pro lokalizaci vzdáleného zdroje zvuku s hradlovým polem [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2012.
Diplomant měl za úkol seznámit se s metodami pro lokalizaci zdrojů zvuku ve vzdáleném poli a možnostmi použití MEMS mikrofonů s digitálním výstupem v této oblasti. Zvolenou metodu (delay&sum) měl simulačně ověřit a prakticky implementovat do hradlového pole Xilinx Spartan 6 včetně zpracování PDM signálu z 32/36 mikrofonů. Modul s hradlovým polem a matici mikrofonů měl ověřit při praktické lokalizaci testovacího zdroje zvuku. Při zpracování tématu diplomové práce, která navazovala na dva semestrální projekty, musel získat znalosti v oblasti akustického mapování metodou beamforming a používanými algoritmy pro tuto metodu. Požadované znalosti však nemohl získat v průběhu předchozího studia, proto je musel sám nastudovat, případně upřesnit na konzultacích. Stejně tak získal i praktické zkušenosti s použitím hradlových polí, jejich programováním a implementací ve zvoleném finálním řešení. Při praktické implementaci VHDL kódu do FPGA a oživování externího zdroje hodinového signálu pro hradlové pole se setkal s kompikacemi, které se mu ale podařilo nakonec vyřešit a do hradlového pole naimplementovat algoritmus pro 4 mikrofony, které měl k dispozici, a ověřit funkčnost algoritmu na jednoduchém zdroji zvuku. Z důvodu časové tísně se již ke kompletní implementace algoritmu pro zadaných 32/36 mikrofonů nedostal, ale dle jeho sdělení by rozšíření neměl být problém a do zvoleného hradlového pole půjde naimplementovat. Při počátečních konzultacích byl na probíranou tématiku vždy dobře připraven a konzultace byla vždy věcná. Při praktické realizaci a implementaci algoritmů konzultací využíval jen v minimální míře. Za hlavní přínos práce považuji zorientování diplomanta v zadané problematice, která se běžně na naší fakultě nevyučuje, i když prostředky pro její implementaci jsou diplomantovi dobře známy, a dále praktickou realizaci digitálního modulu pro zpracování digitálních signálů z mikrofonů od návrhu schématu, DPS, implementace nastudované metody a její alespoň částečné ověření. Diplomant prokázal inženýrské schopnosti řešit i složitější problémy a navrhnout, realizovat a ověřit praktické zařízení pro sběr a zpracování rychlých digitálních signálů. Práci doporučuji k obhajobě.
Práce je rozdělena do ucelených kapitol, které popisují jednotlivé kroky řešení zadaného problému. V první kapitole jsou velmi stručně popsány základy šíření zvuku a nejběžnější metody lokalizace zdrojů. Zde chybí především popis rozdílů mezi lokalizací v blízkém či vzdáleném poli a podrobnější rozbor metody „Delay & Sum“ zvolené pro praktickou realizaci. Dále jsou diskutovány výsledky simulací různých prostorových rozložení mikrofonů a vlivu vzorkovací frekvence. V těchto částech chybí příslušný teoretický rozbor, srovnání provedených simulací s teorií a z popisu není jasné, jak byly simulace provedeny. Druhá kapitola se zabývá zpracováním signálu z mikrofonu s číslicovým výstupem. Princip sigma-delta A/D převodníku, který je základem těchto mikrofonů, je popsán značně povrchně. Teoretický rozbor CIC a FIR filtrů je pro dané potřeby dostatečný. U praktické realizace číslicových filtrů není patrné, jaké jsou omezující podmínky pro volbu parametrů. Třetí kapitola zahrnuje popis HW části na bázi hradlového pole Spartan 6 doplněného o rozhraní USB a nezbytné podpůrné obvody. Pro zapojení byla navržena DPS odpovídající úrovně. Zvolené řešení odpovídá požadavkům zadání a byly vybrány IO minimalizující počet externích součástek. U návrhu napájecích obvodů chybí výkonová rozvaha. Čtvrtá kapitola obsahuje dokumentaci kódu FPGA formou stavových automatů a slovního popisu. Praktická část byla realizována v jazyce VHDL. Výsledný kód je srozumitelně rozdělen a okomentován. Pátá kapitola popisuje obslužný program pro PC realizovaný v prostředí LabView, který je jednoduše a účelně navržen pro danou úlohu. Šestá kapitola prezentuje srovnání reálných výsledků s teoretickou simulací, ale rozsah je velmi omezený. Zpracování po formální stránce odpovídá úrovni diplomové práce. V textu jsou citovány literární zdroje převzatých rovnic a obrázků. Citace jsou uvedeny i v rámci teoretického rozboru, ale u některých pasáží není zdroj tvrzení zřejmý. Dále lze vytknout pouze drobné množství pravopisných chyb a v některých případech chybějící křížové odkazy na obrázky či přílohy. Zadání bylo z větší části splněno. Vypracované řešení je principielně správné, ale obsahuje oproti zadání zpracování signálů pouze ze čtyř mikrofonů a rozsah některých kapitol není dostatečný. Práci doporučuji k obhajobě.
eVSKP id 54304