Module: Audio (localisation de sources sonores)

Titre du module : Audio (localisation de sources sonores)
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Descriptif
La localisation de sources sonores par réseau de capteurs vise deux objectifs:

  1. trouver dans quelles directions sont présentes des sources,
  2. extraire le signal émis par chacune

L’idée de base est d’utiliser ce qu’on appelle « formation de voie » qui consiste à former une voie de réception dans une direction donnée en calculant les retards d’arrivée d’un signal venant de cette direction puis en retardant les signaux pour qu’ils soient en phase quand ils viennent de cette direction et enfin en les sommant pour créer une interférence constructive pour les signaux venant de cette direction et une interférence destructive pour les signaux venant des autres directions.

Une implantation efficace de cette idée consiste à calculer des filtres (un par microphone et par direction visée) qui assureront à la fois cette formation de voie et la réjection des bruits parasites; pour chaque direction visée, on somme ensuite les sorties de ces filtres pour reconstituer un signal unique.

Le module aura pour objet de permettre aux étudiants de:

  1. maîtriser le filtrage linéaire,
  2. comprendre quelques méthodes simples d’optimisation de ces filtres
  3. savoir les mettre en œuvre.

Il se déroulera sous forme de mini-cours suivis de TP sous matlab dont
les résultats serviront de référence pour valider la programmation sous java de la formation de voie.

 

Ressources dont le module dépend
  • cours oasis (SI101) filtrage
  • article de B.Van Veen, K.Buckley, ” Beamforming: a Versatile Approach to Spatial Filtering ”, IEEE ASSP Magazine, Vol.5, n°2, pp.4-24, avril 1988

 

Exemples d’utilisation du module
  • dans des composants pact :
    • pour localiser des sources sonores
  • dans des systèmes existants :
    • téléphones mains-libres
Résultats attendus
  • connaissances : filtrage RIF, variété d’antennes
  • compétence : savoir optimiser un ensemble de filtres pour la formation de voie, savoir mettre en place une localisation de sources
  • PAN2 : notice descriptive précise, exemple de mise en œuvre implanté sous Matlab/octave ou python
  • PAN3 : code java commenté et structuré de manière à être lisible;
    tests de la fonction de localisation sur quelques sons de synthèse
  • PAN 4 (éventuel) : assurer en temps réel la localisation d’une source