Mejora de una aplicación para localización de fuentes acústicas en tiempo real

Tacero Díaz, Javier (2020). Mejora de una aplicación para localización de fuentes acústicas en tiempo real. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Mejora de una aplicación para localización de fuentes acústicas en tiempo real
Author/s:
  • Tacero Díaz, Javier
Contributor/s:
  • Fraile Muñoz, Rubén
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería de Sonido e Imagen
Date: October 2020
Subjects:
Freetext Keywords: Fuentes sonoras
Faculty: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Department: Ingeniería Telemática y Electrónica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La localización de fuentes acústicas es un tema que cuenta actualmente y desde hace años con cierta relevancia dentro del mundo de la investigación. Son numerosos los artículos científicos que tratan sobre el tema, así como las universidades y centros de investigación que en ello trabajan. Cuando se habla de localización de fuentes acústicas ésta se refiere a estimar la dirección o posibles direcciones de llegada de una onda sonora proveniente de un emisor mediante el procesado de señales captadas por un array de micrófonos, y la distancia a la que se encuentra la fuente si así fuese requerido. La localización puede ser estimada en un plano o en un espacio tridimensional, dependiendo del número de micrófonos del array y de su disposición. El grado de precisión también varía en función del número de micrófonos utilizado en el proceso. Existen numerosos métodos de cálculo de localización que evalúan la señal temporal, la señal espectral u otras características. En principio, en este proyecto se hará uso de la TDOA (Time Difference Of Arrival) como método de cálculo para obtener hipérbolas de las posibles posiciones. Para lograr el objetivo de hallar una posición se hará uso del algoritmo de Gauss-Newton para resolver el problema que surge al determinar cuál es la posición de la fuente sonora a partir de las hipérbolas obtenidas. El resultado final de este proyecto es la obtención de una aplicación informática compatible con Windows capaz de estimar la dirección y posición de una fuente sonora en tiempo real implementando algoritmos que proporcionen precisión y robustez a la aplicación partiendo de una aplicación diseñada en un PFG anterior como base. Las conclusiones extraídas de este proyecto revelan la inadecuación de Windows para desarrollar aplicaciones de captura de audio, así como las condiciones que deben darse para un adecuado funcionamiento del algoritmo de Gauss-Newton para estimar la posición correcta. Por último, se establecen las bases para futuros proyectos en este campo de investigación. Abstract: The location of acoustic sources is a subject that has been of some relevance in the world of research for many years. There are numerous scientific articles on the subject, as well as universities and research centres working on it. When talking about acoustic source location, this refers to estimating the direction or possible directions of arrival of a sound wave coming from a transmitter by means of the processing of signals captured by an array of microphones, and the distance to the source if required. The location can be estimated on a plane or in three-dimensional space, depending on the number of microphones in the array and their arrangement. The degree of precision also varies depending on the number of microphones used in the process. There are numerous location calculation methods that evaluate the temporal signal, the spectral signal or other characteristics. In principle, in this project the TDOA (Time Difference Of Arrival) will be used as a calculation method to obtain hyperbolas of the possible positions. To achieve the objective of finding a position, the Gauss-Newton algorithm will be used to solve the problem that arises when determining the position of the sound source from the obtained hyperboles. The final result of this project is a Windows-compatible computer application capable of estimating the direction and position of a sound source in real time by implementing algorithms that provide precision and robustness to the application, using a previous PFG as a basis. The conclusions drawn from this project reveal the inadequacy of Windows for developing audio capture applications, as well as the conditions that must be met for the proper functioning of the Gauss-Newton algorithm to estimate the correct position. Finally, the bases are established for future projects in this field of research.

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Item ID: 66981
DC Identifier: http://oa.upm.es/66981/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:66981
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 07 May 2021 04:36
Last Modified: 07 May 2021 04:36
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