mikrofonarrayer

Mikrofonarrayer är system som består av flera mikrofoner placerade i en sammanhängande geometrisk konfiguration. De används för att fånga ljud med förbättrad riktverkan och rumslig upplösning genom beamforming, vilket gör det möjligt att rikta uppmätt ljud mot vissa källor och reducera bakgrundsljud. De används för lokalisering av ljudkällor, separation av tal från brus och för rumslig inspelning.

Principen bygger på att varje mikrofon har en liten tidsfördröjning och vikter mellan kanalerna som anpassas så att signaler från en viss riktning konstruktivt interfererar medan ljud från andra riktningar försvagas. Enkla fall är delay-and-sum-beamforming. Mer avancerade metoder som MVDR-liknande adaptiva tekniker kräver mer beräkning och modellering av ljudfältet. Viktig är geometrin och avståndet mellan mikrofonerna; normalt ligger det cirka halva våglängden för de högsta frekvenserna i intresse för att undvika grating lobes.

Vanliga typer av mikrofonarrayer är linjära, cirkulära, planariska och sfäriska. Linjära arrayer räcker för riktad inspelning längs en axel, medan cirkulära och sfäriska arrangemang stödjer två- eller tre-dimensionell rumslig återgivning. Sfäriska mikrofonarrayer används ofta i Ambisonics för 3D-ljud. Det finns även små, bärbara arrayer för videokonferenser och större anläggningar för studio- eller salmiljön.

Användningsområden inkluderar telekonferenser, konferensrum, telepresence, fältstudier i akustik, övervakning och bullerkontroll, samt professionell ljudinspelning och immersiv ljudåtergivning. Utmaningar innefattar kalibrering, synkronisering mellan kanaler, påverkan av reflektioner och rumakustik samt kostnad. Från 1990-talet och framåt har digital signalbehandling och särskilda hårdvaruplattformar gjort det möjligt att använda komplexa beamforming-algoritmer i realtid.