Welche Fehler können bei der Verwendung von Entfaltungsmethoden auftreten?

Entfaltungsmethoden wie z. B. HDR (in der Literatur auch CLEAN-T genannt) und CLEAN-SC werden häufig zur Verbesserung der Qualität von Schallquellenlokalisierungen (Dynamik und Hauptkeulenbreite) eingesetzt.
Das Beispiel dieser FAQ bezieht sich auf eine akustische Karte, in der fünf durch weißes Rauschen angeregte Quellen mit unterschiedlichen Schalldruckpegeln von 90 dB, 80 dB, 70 dB, 60 dB und 50 dB simuliert wurden.
Durch die korrekte Verwendung von Clean-T oder Clean-SC können alle fünf Schallquellen an der richtigen Position geortet werden. Abbildung 1 zeigt ein Beispiel für die Anwendung des HDR-Algorithmus.
CLEAN-T und CLEAN-SC sind auf Standard Beamforming basierende Algorithmen. Sie erfordern die Einhaltung aller Richtlinien, die für die Erzeugung einer präzisen akustischen Kartierung wesentlich sind.

 

Für die Erstellung einer korrekten akustischen Karte sind die folgenden Parameter besonders relevant:

  • Abstand zwischen dem akustischen Array und dem Messobjekt (Fokus),
  • Anzahl der Pixel pro Längeneinheit (Auflösung) und
  • gewählter Bildausschnitt.

Entsprechen diese Parameter nicht genau genug der Realität, kann der Algorithmus die Quellen nicht rekonstruieren und subtrahiert sie fälschlicherweise vom summierten Signal.

Die Abbildungen 2, 3 und 4 zeigen Schallkarten, bei denen Fokus, Auflösung und Bildausschnitt für die Veranschaulichung ungünstig gewählt wurden. Deshalb sind deutliche Abweichungen von der bestmöglichen Karte in Abbildung 1 zu erkennen. In Abbildung 4 werden Quellen fälschlicherweise am Bildfeldrand gefunden, weil die wahren Quellen nicht innerhalb des gewählten Bildausschnitts liegen.

Literatur

Dirk Döbler und Dr. Ralf Schröder (2012). CONTRAST IMPROVEMENT AND SOUND RECONSTRUCTION OF QUIET SOUND SOURCES USING A HIGH DYNAMIC RANGE ALGORITHM. Berlin Beamforming Conference. Berlin.
Sijtsma, P.; Snellen, M (2016). High-Resolution CLEAN-SC. Berlin Beamforming Conference. Berlin.
Sijtsma, P. (2007). CLEAN based on spatial source coherence. International Journal of Aeroacoustics, Vol. 6.

Besuchen Sie auch die Website der von der GFaI e. V. veranstalteten Berliner Beamforming-Konferenz http://www.bebec.eu.