Mikrofon dizilerinde ses kaynağının yerinin genetik algoritma kullanılarak bulunması
Sound source localization with microphone arrays using genetic algorithm
Yazar: EKREM ÇONTAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HASAN ŞAKİR BİLGE
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Ses algılama ve tanıma sistemlerinde karşılaşılan en önemli problem,algılayıcıya gelen sesin kalitesinin düşmesidir. Bir çok kullanıcı mikrofonubilgisayarın üstüne, toplantı masasının ortasına veya duvara monte etmektedir.Bu durumlarda mikrofona ulaşan sesin kalitesinde ortam şartlarına göredeğişen oranlarda kayıp olmaktadır. Ağza yakın olarak kullanılanmikrofonlarda daha kaliteli ses elde edilmesine rağmen, bir çok durumdamikrofonun bu şekilde kullanılması uygulanabilir değildir.Son zamanlarda yapılan araştırma ve uygulamalarda, tek bir mikrofon yerinebirden fazla mikrofon (mikrofon dizileri) kullanılarak, alınan ses kalitesininarttırılması konuları gündemdedir. Bir mikrofon dizisi, birden fazlamikrofonun geometrik olarak farklı noktalara yerleştirilmesi ile elde edilenmikrofon grubudur. Farklı mikrofonlardan alınan ses sinyallerine uygungecikme oranları uygulanarak üst üste toplanması ile daha kaliteli bir sessinyali elde etmek mümkündür. Bu işlem, mikrofon dizileri ile demetlemeolarak adlandırılmaktadır.Mikrofon dizileri ile demetleme işlemi yapabilmek için, ses kaynağının yerinin(uzaysal koordinatlarının) biliniyor olması gerekmektedir. Ancak, birden fazlases kaynağının olduğu yerde, her hangi bir anda asıl sesin hangi yöndengeleceğinin önceden bilinmesi mümkün değildir. Bu tez çalışmasında, mikrofondizilerine gelen sesin kaynağının uzaysal konumlarının otomatik olarakbelirlenmesi amaçlanmıştır. Mikrofon dizileri ile, muhtemel ses kaynaklarınınyönlerinde demetleme yapılmış, en güçlü çıkış sinyalinin elde edildiği noktanınasıl ses kaynağının yeri olduğu kabul edilerek optimizasyon çalışmasıyapılmıştır. Optimizasyon yöntemi olarak, işaret işleme uygulamalarındabaşarılı sonuçlar vermiş olmasından dolayı genetik algoritma kullanılmıştır.

Abstract:
The most significant problem for speech detection and recognition systems insuch environments with a lot of noise and reverberation is the degradation ofsignal arriving at the sensors, that is microphones. Most people place themicrophone over the computer monitor, on the meeting table or on the wall. Inthese situations, the quality of the sound degrades in varying amountsdepending on the environmental conditions. While using a close-talkingmicrophone can be a solution to the problem, for most situations this is notpractical or even not possible.Instead of a single microphone, using a microphone array to increase the powerand quality of desired signal is quite popular in recent researches andapplications in sound processing. A microphone array is a set of microphonesplaced geometrically at different locations and operating simultaneously. Bydelaying the signal received at each sensor (microphone) by certain amountsand summing them all together, it is possible to obtain a more powerful signal.This is called delay-and-sum beamforming using microphone arrays.In order to perform beamforming using microphone arrays, it is crucial toknow the location of the sound source. But, in cases where there is more thanone possible sound source, it is impossible to know the direction of the soundsource in advance. In this study, it is aimed to determine the position of thesound source using real time methods. By performing delay-and-sumbeamforming at possible source locations, it is assumed that the direction whichresults in with the highest signal to noise ratio (SNR) is considered to be thedesired sound source location. Due to its well-known reputation in signalprocessing, Genetic Algorithm is used as optimization technique.