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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-ATLLLP| Tipo: | Dissertação de Mestrado |
| Título: | Aplicação de wavelets e técnicas clássicas de processamento de sinaisà caracterização de materiais e fontes acústicas |
| Autor(es): | Luana Torquete Lara |
| Primeiro Orientador: | Wallace do Couto Boaventura |
| Primeiro membro da banca : | Maurilio Nunes Vieira |
| Segundo membro da banca: | Hilton de Oliveira Mota |
| Resumo: | Este trabalho estuda técnicas de processamento de sinais aplicadas a sinais acústicos relacionados a dois problemas. O primeiro refere-se à remoção de ruído em sinais que simulam medições em tubo de impedância para posterior cálculo do coeficiente de absorção sonora. Já o segundo problema refere-se à localização de fontes sonoras. O tubo de impedância é um sistema utilizado para estimar a curva de absorção de materiais acústicos, e o método mais utilizado para isso é o dos dois microfones. Tal método consiste em obter uma função de resposta em frequência a partir de sinais de pressão sonora medidos por dois microfones presentes no tubo de impedância, a qual permite obter o coeficiente de absorção. Porém, o ruído de medição degrada aqualidade da estimação dessa curva, principalmente quando a relação sinal ruído é baixa. Assim, propõe-se a utilização de um método de denoising baseado em wavelets. Um programa de simulação numérica do tubo de impedância foi utilizado como caixa preta, sendo que uma varredura senoidal exponencial é fornecida ao programa como sinal de excitação do alto-falante, e o programa retorna os sinais dos dois microfones. Estes são contaminados com ruídos Gaussianos brancos e em seguida são submetidos ao processo de remoção de ruído via wavelets. Os sinais filtrados são então processados e a curva de absorção sonora do material é estimada. Os desempenhos de váriasfamílias de wavelets são investigados. A comparação da curva de absorção estimada com a "exata"mostra que as wavelets são eficientes em baixas frequências. Quanto ao segundo problema, um espaço bidimensional e outro tridimensional são simulados e a localização da fonte sonora é estimada por mínimos quadrados utilizando a diferençade tempo de chegada da onda sonora, TDOA, entre vários microfones dispostos no recinto. Para determinar o valor de TDOA, são utilizadas a correlação cruzada e a correlação cruzada generalizada com transformação de fase. Além disso, é analisada a influência das reflexões e do ruído presente no espaço nessa estimação. Para isso, aos sinais simulados dos microfones são incorporados ruídos gaussianos brancos. Vários sinais de teste são comparados e para todos eles é possível localizar a posição da fonte |
| Abstract: | This work studies signal processing techniques applied to acoustic signals related to two problems. The first refers to the noise removal in signals simulating impedance tube measurements for further calculation of the sound absorption coefficient. The second problem is the sound sources location. The impedance tube is a system used to estimate the absorption curve of acoustic materials, and the method most used isthe method of the two microphones. Such method consists of obtaining a frequency response function from sound pressure signals measured by two microphones mounted in the impedance tube, which allows obtaining the absorption coefficient. However, the measurement noise degrades the estimated curve, especially if the signal-to-noise ratiois low. To tackle this problem, a wavelet-based denoising method is proposed. A numerical impedance tube simulation program is used as a black box and an exponential sine sweep is fed to the program as a loudspeaker excitation signal. Then, the program computes the signals from the two microphones. These are further contaminated with white Gaussian noise and subjected to noise removal via wavelets. The filtered signals are then processed and the sound absorption curve of the material is estimated. The performance of several wavelet families is investigated. A comparison of the estimated and "exact"absorption curves shows that wavelets are efficient in noise removal at low frequencies. For the second problem, a two-dimensional and a three-dimensional space are simulated and the sound source location is estimated in the least-squares sense by using the time difference of arrival of the sound wave, TDOA, between several microphones arranged in the enclosure. To evaluate the TDOA, cross-correlation and generalized cross-correlation with phase transformation are used. In addition, the influence of the wall reflections and the background noise in this estimation is investigated. To this end, the simulated microphone signals are corrupted by white Gaussian noise. Several test signals are compared and for all of them it is possible to locate the position of the sound source. |
| Assunto: | Sinal-ruído (Acústica) Engenharia elétrica Wavelets (Matemática) |
| Idioma: | Português |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Instituição: | UFMG |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-ATLLLP |
| Data do documento: | 7-Jul-2017 |
| Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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