Докладно працюючи над адаптивним формуванням променів, я б справді ухилявся від того, щоб щось зламати для цього, поки не мав певного досвіду. (Примітка. Професійні рішення з приблизно 60 каналами коштують близько 100 тис. Євро. З багатьма каналами ваше просторове дозвіл стає набагато кращим, але ви отримуєте лише обмежений обсяг інформації через порт USB ...)
Для надійного формування променя важливо, щоб усі мікрофони використовували однакову базу часу. Найпростіший спосіб досягти цього - це зовнішня звукова карта USB з декількома вхідними каналами. Це не дуже дешево, хоча. Ви подивилися, що можна знайти на ebay?
Альтернативою є жертвувати загальною базою часу за допомогою декількох звукових карт USB, наприклад, з двома каналами. Однак вам потрібно буде калібрувати систему придбання. Це справді не так складно, як це звучить:
Щоб калібрувати, ви налаштовуєте свій масив і видаєте короткий звук (наприклад, тріщина / хлопання / тощо) на відстані від масиву, що є на порядок розміром вашого масиву. Потім ви записуєте цей звук і використовуєте Matlab або подібний для обчислення перехресної кореляції між clap / crack / тощо. на різних каналах. Це дасть вам список часових компенсацій, які потрібно застосувати до своїх каналів, щоб вирівняти їх перед подачею даних до алгоритму формування променів.
Для вивчення адаптивного формування променів, мабуть, це шлях, якщо ви не зможете зробити торг на багатоканальній звуковій карті.
Редагуйте 1
Ця редакція відповідає на питання, поставлені в коментарях.
Основна ідея формування затримки та сумарного формування променів полягає в застосуванні затримок до різних каналів збору, щоб звуки, що виникають з однієї точки в просторі, вирівнювались і «посилювалися», коли додається сигнал з різних каналів. Звуки, що походять з інших регіонів космосу, не вирівнюються і тому не «посилюються».
Точка в просторі, за якою звуки вирівнюються за допомогою певного набору затримок, називається фокусом масиву мікрофона (або фокусної точки). Насправді ж фокус - це не ідеальна точка, а скоріше невелика (іш) (залежно від масиву) область простору, для якої звуки добре вирівнюються. Розмір цього регіону називається розміром вогнища.
Геометрія (розмір, форма тощо) залежать від точних деталей масиву: кількості мікрофонів, інтервалу між мікрофонами, частотного вмісту сигналів, що цікавлять вас. Дивіться, наприклад, цю статтю .
Для отримання додаткової інформації шукайте тексти щодо фокусування "поетапних масивів" або "лінійних масивів" ультразвуку. Формування променя може використовуватися на прийомі (для посилення сигналів з певної точки простору) або на випромінюванні (для створення "гучної" плями в кімнаті). Принципи ідентичні: просто замініть "мікрофон" на "гучномовець" у своєму мисленні.
Щодо процедури калібрування: ви праві. Процедура, яку я окреслив, занадто спрощена. Він добре працює лише в тому випадку, якщо ви зможете створити хлопок калібрування з набагато більшого відстані, ніж цікавить область простору (тобто для забезпечення простої хвилі.)
Якщо це неможливо, ви повинні врахувати положення хлопа. У цьому випадку найпростіша процедура - виправити затримки шляхом перехресної кореляції, як описано, але потім додати кривизну хвилі фронту назад на сигнал, застосовуючи набір "зворотного пучка" набору затримок, обчислених з позицією початку походження хлопати. (Тобто, якщо ви використовуєте змінну глибини + t0 (або + z0) у своєму "звичайному" алгоритмі формування променів, вам потрібно використовувати -t0 (або -z0) для алгоритму зворотного формування променя.)
У чому полягає сенс цього калібрування: воно виключає помилки через те, що різні звукові карти починають їх запис у дещо інший час. Це, як правило, запобігає правильному вирівнюванню сигналів навіть при правильних затримках і, таким чином, запобігає ефекту посилення, який ви шукаєте.