Imageamento acústico através do método de beamforming utilizando técnica promotora de esparsidade

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Farias, Johannes Warwick da Costa, 1990-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635017
Resumo: Orientador: Bruno Sanches Masiero
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spelling Imageamento acústico através do método de beamforming utilizando técnica promotora de esparsidadeAcoustic imaging through beamforming using a sparsity promoter techniqueAcústicaImagem acusticaProcessamento de sinaisEsparsidadeMicrofoneAcousticsAcoustic imageSignal processingSparsityMicrophoneOrientador: Bruno Sanches MasieroDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Imageamento acústico é uma técnica que mapeia os níveis acústicos em uma dada porção do espaço. Neste contexto um arranjo de microfones é utilizado para captar o sinal das fontes e filtros espaciais processam o sinal para obter os níveis acústicos em diferentes direções do espaço. Ao longo do tempo diversas técnicas foram propostas com o objetivo de melhorar a resolução das imagens acústicas, haja vista que o beamforming clássico sofre de alguns problemas, como má resolução em baixas frequências e o efeito dos lóbulos laterais em altas frequências. Recentemente, técnicas de recuperação de sinais esparsos têm despertado interesse por sua aplicabilidade na área de localização de fontes acústicas. Uma dentre estas técnicas é a Sparse Learning via Iterative Minimization (SLIM), uma técnica de aprendizado esparso através de minimização iterativa. Entretanto, grande parte das técnicas propostas partem do pressuposto de que os sinais emitidos pelas fontes são de banda estreita, o que na prática não condiz com aplicações usuais em acústica. Surge então sua extensão para sinais de banda larga, a Wideband SLIM (WB-SLIM), capaz de lidar com fontes de banda larga e que promove a esparsidade espacial dos resultados. Esta dissertação busca avaliar o desempenho do WB-SLIM em diferentes cenários de imageamento acústico. Foram realizadas análises em duas regiões de varredura 2D, uma paralela e outra perpendicular ao arranjo de microfones. Verificou-se que a qualidade das imagens acústicas obtidas nos diferentes cenários propostos, avaliada através da taxa de erro de localização e pela comparação do sinal recuperado no tempo com o sinal original, diminui com o aumento do número de fontes geradoras e a com a redução da relação sinal-ruído presente nos sensoresAbstract: Acoustic imaging is a technique that maps acoustic levels in a given portion of space. In this context, a microphone array is used to acquire the source's signal, and spatial filters process the information to obtain the acoustic levels at different locations. Over time many techniques have been proposed to improve the resolution of acoustic images, since classical beamforming algorithms suffers from some problems, such as poor resolution at low frequencies and the influence of side lobes at high frequencies. In recent years, many techniques for sparse signal recovery have aroused interest due to their applicability in the area of acoustic source localization. Among them is the Sparse Learning via Iterative Minimization (SLIM) method. However, most of these techniques assume that the signals emitted by the sources have narrow band, which in practice does not fit usual acoustical applications. The wideband extension of SLIM (WB-SLIM) is able to handle broadband sources and promotes the spatial sparseness of the results. This paper aims to evaluate the performance of WB-SLIM in different acoustic imaging scenarios. We analyzed the performance of WB-SLIM in a 2D scanning region, both parallel and perpendicular to the microphone array. The results illustrate how the quality of the acoustic images in both proposed scenarios, evaluated as the source localization error rate and through the comparison between recovered and original time signals, decreases as the number of sources composing the sound field increases and the signal-to-noise ratio decreaseMestradoTelecomunicações e TelemáticaMestre em Engenharia ElétricaCAPES[s.n.]Masiero, Bruno Sanches, 1981-Ferrari, RafaelNascimento, Vitor HeloizUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFarias, Johannes Warwick da Costa, 1990-20182018-08-31T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (69 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635017FARIAS, Johannes Warwick da Costa. Imageamento acústico através do método de beamforming utilizando técnica promotora de esparsidade. 2018. 1 recurso online (69 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635017. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1063134Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-01-29T11:47:54Zoai::1063134Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-01-29T11:47:54Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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