Effiziente Signalverarbeitung für PDM-Mikrofonsignale in vielkanaligen Mikrofonarrays
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Abstract:
In diesem Artikel werden verschiedene Ansätze zur effizienten Vorverarbeitung von PDM-Mikrofonsignalen zur Durchführung der Abtastratenreduktion auf PCM-Audio Abtastfrequenzen gezeigt. Vorgesehenes Anwendungsgebiet sind eingebettete Systeme auf ein- oder zweidimensionalen, volldigitalen MEMS-Mikrofon-Arrays. Das Ziel ist eine Reduktion der zum einen Messrechner zu übertragenden Datenmenge unter Beibehaltung des notwendigen Informationsgehalts der Signale. Komplexere, anwendungspezifische Berechnungen können dann auf dem Messrechner durchgeführt werden. Der Fokus der vorgestellten Signalverarbeitung liegt auf hoher Effizienz und einfach zu implementierenden Strukturen, was in Anwendungen für Mikrofonarrays mit sehr vielen Kanälen vorteilhaft ist.Für Anwendungen wie z.B. die akustische Holografie oder die Messung der Pegelverteilung in einem räumlichen Bereich müssen nicht immer alle Signale eines Mikrofonarrays mit der vollen Abtastfrequenz und Bandbreite vorliegen, sondern es können auch mit geringeren Datenmengen alle notwendigen Berechnungen durchgeführt werden. So kann z.B. kontrolliertes Aliasing ein möglicher, zulässiger Ansatz sein, um die Datenmenge zu reduzieren. Die verschiedenen Ansätze werden hinsichtlich ihrer Anwendungsmöglichkeiten, Qualität und Implementierungsaufwand verglichen.