Zpracování prostorového zvuku sférického mikrofonního pole
Loading...
Date
Authors
Tomešek, Jiří
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Diplomová práce se zabývá zpracováním prostorového zvuku sférického mikrofonního pole, jejich vlastnostmi a principy snímání. Dále jsou zde vysvětleny principy fungování MEMS mikrofonů a následná implementace. Rozhraní mezi mikrofonním polem a počítačem je vytvořeno pomocí programovatelného hradlového pole společně s USB převodníkem. Práce přibližuje vhodnou metodu softwarové implementace pro komunikace, řízení a propojení konkrétního hardwaru. Byla provedena a vysvětlena implementace jednotlivých funkcionalit pomocí programovacího jazyka VHDL v FPGA. Byl implementován příjem dat z mikrofonů pomocí TDM rozhraní, řídící logika a komunikace mezi FPGA a počítačem prostřednictvím rozhraní FTDI. V rámci práce byla také vytvořena aplikace v prostředí Matlab pro řízení FPGA a zpracování dat z mikrofonů včetně grafického uživatelského rozhraní. V aplikaci je implementována metoda ambisonie a metoda pro zpracování zvukového signálu pomocí prostorového filtrování.
The diploma thesis focuses on the processing of spatial sound from a spherical microphone array, their properties, and the principles of capturing. It further explains the principles of operation of MEMS microphones and subsequent implementation. The interface between the microphone array and the computer is created using a programmable gate array along with a USB converter. The thesis outlines a suitable method for software implementation for communication, control, and interconnection of specific hardware. The implementation of individual functionalities was carried out and explained using the VHDL programming language in an FPGA. Data reception from the microphones via a TDM interface, control logic, and communication between the FPGA and the computer through an FTDI interface were implemented. Within the thesis, an application was also created in the Matlab environment for controlling the FPGA and processing data from the microphones, including a graphical user interface. The application implements the ambisonics method and a method for processing the audio signal using spatial filtering.
The diploma thesis focuses on the processing of spatial sound from a spherical microphone array, their properties, and the principles of capturing. It further explains the principles of operation of MEMS microphones and subsequent implementation. The interface between the microphone array and the computer is created using a programmable gate array along with a USB converter. The thesis outlines a suitable method for software implementation for communication, control, and interconnection of specific hardware. The implementation of individual functionalities was carried out and explained using the VHDL programming language in an FPGA. Data reception from the microphones via a TDM interface, control logic, and communication between the FPGA and the computer through an FTDI interface were implemented. Within the thesis, an application was also created in the Matlab environment for controlling the FPGA and processing data from the microphones, including a graphical user interface. The application implements the ambisonics method and a method for processing the audio signal using spatial filtering.
Description
Citation
TOMEŠEK, J. Zpracování prostorového zvuku sférického mikrofonního pole [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Akustika a audiovizuální technika
Comittee
Doc.Ing.MgA. Ondřej Urban, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D. (místopředseda)
Ing. František Rund, Ph.D. (člen)
Mgr. Tomáš Staudek, Ph.D. (člen)
Ing. Matěj Ištvánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Lubor Přikryl (člen)
doc. Ing. Petr Sysel, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-05
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky.
Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.
Otázky:
V sekci 4.3.5 je řečeno, že je z „datového bufferu vypočítán průměrný akustický tlak v závislosti na parametrech mikrofonu“. Například průměr z periodického signálu bez stejnosměrné složky by byl nulový, jedná se tedy patrně o jiný výpočet, o jaký?
Jaká je role parametrů mikrofonu?
Jaký výkon má použitý model FPGA?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení