Tampereen yliopisto

Laskennallisesti tehokas toteutus mikrofoniryhmän suuntakuvion ohjaukseen

Jaa

Edullisimmat markkinoilla olevat mikrofonit poimivat varsinaisen kuunneltavan äänilähteen lisäksi herkästi myös ympäristöstä tulevia hälyääniä. Väitöskirjassaan Matti Kajala tutki tällaisista ympärikuulevista mikrofoneista muodostetun ryhmän suuntavastetta ja kehitti kustannustehokkaan menetelmän, jolla mikrofoniryhmän herkkyyttä voi ohjata haluttuun suuntaan.

Kuvittele olevasi jalankulkijana suurkaupungin vilkkaassa liikenteessä. Soitat kaverillesi ja olet aikeissa sopia tapaamisesta läheiseen kahvilaan. Kaverisi ei kuitenkaan saa selvää mitä olet hänelle sanomassa, koska ohitsesi kulkevat äänekkäät autot ja ihmisvilinä peittävät äänesi. Et löydä rauhallisempaa paikkaa, joten puhelu päättyy ilman, että kaverisi saa tietää mihin toivoit hänen tulevan.

Aloin etsiä ratkaisua edellä kuvatun kaltaisiin tilanteisiin työskennellessäni Nokian tutkimuskeskuksessa Tampereella. Koska tavoitteeni oli löytää menetelmä, joka toimii luotettavasti matkapuhelimissa tai niiden lisälaitteissa, oli työtäni ohjaavina ja rajoittavina tekijöinä kolme seikkaa: tuotteen koko, komponenttikustannukset ja käytössä oleva laskentateho, Matti Kajala kertoo.

Mikrofonin suuntaavuutta voidaan hallita mekaanisella toteutuksella, sähköisesti ohjaamalla tai yhdistämällä useamman mikrofonin signaalit laskennallisesti.

Mekaaninen toteutus ei tule kyseeseen handsfree-toiminnossa, koska kohdentaminen haluttuun lähteeseen edellyttäisi laitteen kääntämistä aina henkilön vaihtuessa tai puhujan liikkuessa laitteen ympärillä. Sähköisesti ohjattavien mikrofonien sijaan matkapuhelimissa tai niiden lisälaitteissa on suotuisampaa sijoittaa kuoreen muutama edullinen yleismikrofoni ja käyttää tuotteissa jo muutenkin olevaa laskentaprosessoria. Laskennallisten menetelmien käyttö toisaalta edellyttää, että algoritmi soveltuu kyseiselle prosessorille eikä kuormita sitä liikaa. Taustatyön jälkeen löysin ratkaisun, jossa mikrofoniryhmän tuottamat äänisignaalit yhdistetään laadukkaasti ja kustannustehokkaasti niin, että herkkyyttä voidaan ohjata haluttuun suuntaan vain yhtä parametriä muuttamalla, Kajala sanoo.

Väitöskirjassaan Matti Kajala esittelee menetelmänsä toimintaperiaatteen ja vertailee algoritmin ominaisuuksia perinteisiin keilanmuodostusalgoritmeihin nähden.

Filosofian lisensiaatti ja diplomi-insinööri Matti Kajalan signaalinkäsittelyn alaan kuuluva väitöskirja A Multi-Microphone Beamforming Algorithm with Adjustable Filter Characteristics tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa perjantaina 24.9.2021 kello 12.00 alkaen Hervannan kampuksella Tietotalon salissa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii Professor Dr.-Ing. Walter Kellermann, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Kustoksena toimii professori Ari Visa informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnasta.

Väitöstilaisuuteen on kutsuttu rajallinen määrä osallistujia koronarajoitusten vuoksi. Yleisön on mahdollista seurata väitöstä Zoom-etäyhteydellä.

Yhteyshenkilöt

Lisätiedot: Matti Kajala, 050 3424191, matti.kajala@tuni.fi

Kuvat

Väittelijä Matti Kajala. Kuva: Matti Kajala.
Väittelijä Matti Kajala. Kuva: Matti Kajala.
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Enterovirusten aiheuttama krooninen infektio voidaan parantaa viruslääkkeillä haimasolumallissa27.9.2021 09:30:00 EEST | Tiedote

Enterovirusten on pitkään epäilty osallistuvan tyypin 1 diabeteksen syntyyn. Viimeaikaiset havainnot tukevat käsitystä, että nämä virukset voivat hakeutua haimaan ja aiheuttaa siellä kroonisen infektion, joka vähitellen johtaa insuliinia tuottavien beetasolujen tuhoutumiseen joko viruksen vaikutuksesta tai immuunivasteen välityksellä. FM Anni Honkimaa osoitti väitöskirjassaan, että viruslääke paransi haimasolumallissa enterovirusten aiheuttaman kroonisen infektion.

Laajakaistamenetelmät varmistavat sähköverkon toiminnan keskellä tuotannon ja kulutuksen murrosta23.9.2021 13:48:59 EEST | Tiedote

Nykyaikaistuva sähköverkko on keskellä murrosta, jonka taustalla on uusiutuvan sähköntuotannon ja elektroniikkapohjaisen energiankulutuksen yleistyminen. Muutos haastaa sekä sähköverkon vakaan toiminnan että sähkön laadun, sillä perinteiset stabiiliusanalyysimenetelmät eivät kykene ennustamaan haitallisia vuorovaikutuksia riittävällä tarkkuudella. Henrik Alenius esittelee väitöskirjassaan uusia menetelmiä, joita hyödyntämällä tehoelektroniikkapohjaisen tuotannon ja kulutuksen aiheuttamat haasteet voidaan ennakoida ja ratkaista.

Proteiineilla päällystetty nanoselluloosa sopii solujen 3D-viljelyyn22.9.2021 13:55:01 EEST | Tiedote

Puusta eristetyt nanoselluloosakuidut muodostavat vedessä hydrogeelin, joka on lupaava materiaali erilaisiin biologisiin sovelluksiin. Nanoselluloosa mahdollistaa kudosmaisen, solujen luonnollista ympäristöä muistuttavan ympäristön rakentamisen soluviljelyolosuhteissa. Tampereen yliopiston tutkijat kehittivät yhteistyössä UPM Biomedicalsin tutkijoiden kanssa ratkaisun, jossa nanoselluloosakuituihin kiinnitetään ensin avidiini-proteiineja, jonka jälkeen materiaaliin voidaan helposti vain yhdistää biotinyloituja molekyylejä, jotka sitoutuvat kuituihin.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme