特定房间的声学测量

信息处理 fft 声音
2022-01-29 12:15:12

我想对一个房间进行声学测量,以便将其与其他房间的声学测量进行比较。然后比较这些数据。因此,当我再次对第一个房间进行声学测量时,我可以识别出我又在第一个房间了。下一个缺点是我会尝试使用我的 iPhone 的麦克风和构建扬声器来完成这项任务。这甚至有可能吗?

可以请有人指出我正确的方向。

2个回答

棘手的问题。房间中任何扬声器到麦克风的路径实际上都是一个线性时不变系统,因此它们可以完全用脉冲响应或传递函数来描述。然而,传递函数非常复杂(有 1000 多个自由度),并且随着房间中的位置而变化很大。房间也是一个非常有效的去相关器。在两个不同位置记录的来自同一扬声器的信号似乎大多不相关。

您可以尝试使用一些统计房间声学属性:扩散场功率、混响时间、早期衰减时间、反射密度、平均自由路径长度等。但是,这些很难确定,并且在同一栋房子的大多数房间之间没有太大差异.

因此,除非您可以部署一些重要的约束(控制激励、控制源和麦克风的位置),否则这将很难做到。

听起来您希望 iPhone 能够通过发出一些音频信号并听取响应来确定您所在的房间。您想通过在每个房间执行一次此“训练”来训练您的 iPhone。之后,您的手机将能够通过将当前的声学响应与已知房间响应列表进行比较,定期检查它所在的房间。

我不认为这会奏效。Hilmar 的回答很好地解释了您将遇到的一些细微差别。总的来说,我认为只有在几种情况下您可能会期望从这样的系统中获得结果:

  • 在任何给定的房间中,电话必须处于与在该房间中训练时相同的位置和方向。此外,房间必须处于非常相似的状态(门/窗打开与关闭等)。如果您随意地从一个房间移动到另一个房间,并且您希望您的手机在任何给定时间“知道”您在哪个房间,我认为这不是一个实用的解决方案。
  • 您的手机将获得房间的准确声学模型,以便它可以在许多位置识别房间。这种方法难以训练和校准,并且也可能被证明在计算上不切实际。您的错误概率在很大程度上取决于房间之间的声学​​相似性。如果您试图区分大小和形状大致相同的两间卧室,您可能永远无法获得您想要的结果。
  • 如果每个房间都有足够的不同,您可以调整某些参数,例如混响时间和反射密度。然而,这仍然说起来容易做起来难,除非我们还可以假设手机的位置和方向与在那个房间“训练”时大致相同。
  • 总之,我不认为你提出了一个不可能的问题,但对于你想要实现的目标来说,这很可能是一个不切实际的问题。