Разработка акустической системы звукозаписи, Шумоподавление, защита от ветра Опции

[Mt_]

Здравствуйте.
Задача - разработать систему звукозаписи для сложных внешних условий. Источник звука - человек (голова), помещена в шлем, который в свою очередь находится в сильном потоке ветра. Используя сигналы со звуко-приемного устройства/устройств, обработав их не сложным алгоритмом (уточняется), на выходе получаем аналоговый/цифровой сигнал, прослушивая который, можно, с большой (90%) вероятностью понять каждое слово. Другие требования, кроме разборчивости, не предъявляются. Ближайший аналог подобных систем, это гарнитура для мотоциклетного шлема.
Санкт-Петербург, можно рассмотреть удаленные варианты.
Георгий, личка, тел: +79811513792

[Abell]

Ближайший аналог подобных систем, это гарнитура для мотоциклетного шлема.

Ларингофоны как вариант не рассматриваются?

[Mt_]

Ларингофоны как вариант не рассматриваются?

Если они обеспечат необходимую разборчивость.

[kolobok0]

Если они обеспечат необходимую разборчивость.

у вас связано с жизнью/смертью? а вот ларингофонам доверяют - для танкистов используют. и вроде как танки своих не стреляют после этого...

[Mt_]

у вас связано с жизнью/смертью? а вот ларингофонам доверяют - для танкистов используют. и вроде как танки своих не стреляют после этого...

Нет, не связано. Но необходимо качество. Повторюсь, если такой вид звукоснимателя подойдет, и разборчивость на выходе будет соответствующая, только за. (К сожалению, предварительные тесты показали обратное)

[Димыч]

В DSP индустрии сейчас представлено ненулевое число компаний, которые предлагают подобные решения, например:
https://www.vocal.com/noise-reduction/adapt...oise-reduction/

Матлаб модели для adaptive filtering / noice cancelling можно найти "за бесплатно" и затем переточить под свою базу/задачу.

[Mt_]

В DSP индустрии сейчас представлено ненулевое число компаний, которые предлагают подобные решения, например:
https://www.vocal.com/noise-reduction/adapt...oise-reduction/

Матлаб модели для adaptive filtering / noice cancelling можно найти "за бесплатно" и затем переточить под свою базу/задачу.

В данном случае, стоит задача, не только шумоподавления используя два микрофона, но задача ветрозащиты. Просто поставить два микрофона, к сожалению недостаточно.

[Abell]

К сожалению, предварительные тесты показали обратное

НИР проводили, или как всегда - в каких единицах выражается разборчивость речи? Я к тому, что в ларингофон тоже надо уметь говорить, а не просто "окейгугл". Бывают персонажи с очень искаженной дикцией, их понять можно только с третьего раза последовательным приближением, и то не всегда.

[AlexandrY]

Задача - разработать систему звукозаписи для сложных внешних условий. Источник звука - человек (голова), помещена в шлем, который в свою очередь находится в сильном потоке ветра.

Хм, недавно я так л..ся.
Купил наушники с шумоподавлением 95%.
Так когда включаешь у них это шумоподавление, то только чуть заметно ослабевают низкие частоты у шума, но и у аудиосигнала низкие ослабевают.
В целом никакой шум не убирают, как слышал внешнюю речь в наушниках так и слышу.
В акустике куда ни кинь везде развод.
С ветром надо бороться конструкцией микрофонов, а не цифровыми фильтрами.

[Mt_]

НИР проводили, или как всегда - в каких единицах выражается разборчивость речи?

Были сделаны первые практические прикидки. Результаты: ветер полностью перегружает микрофоны, от речи там остается очень мало. Ларингофоны чуть лучше, но с разборчивостью проблемы (сильно завалена ВЧ голоса). Разборчивость определяется тестовой группой.
Нужно, чтобы любой, даже неподготовленный человек, смог использовать наше устройство.

С ветром надо бороться конструкцией микрофонов, а не цифровыми фильтрами.

Да.

[Plain]

Просто поставить два микрофона, к сожалению недостаточно.

Если больше одного, то это уже микрофонная решётка. И математически её достаточно. Практически же, всё упирается в механическую перегрузку датчиков и их динамический диапазон. Диапазона вряд ли хватит даже небольшим динамикам в качестве них. Ну или, как уже сказали выше, заняться вменяемой конструкцией шлема, не требующей подобной фантастики.

[Abell]

Нужно, чтобы любой, даже неподготовленный человек, смог использовать наше устройство.

Пас..

[AlexandrY]

И математически её достаточно.

Надо добавить - в математическом линейном, стационарном, непрерывном, гомогенном поле.

[diwil]

Были сделаны первые практические прикидки. Результаты: ветер полностью перегружает микрофоны, от речи там остается очень мало. Ларингофоны чуть лучше, но с разборчивостью проблемы (сильно завалена ВЧ голоса). Разборчивость определяется тестовой группой.
Нужно, чтобы любой, даже неподготовленный человек, смог использовать наше устройство.
Да.

ну.. да. и микрофоны тоже.
но можно посмотреть это -
http://alango.com/technologies-awnr.php

[vladec]

От ветра, микрофоны покрытые мехом.

[Mt_]

ну.. да. и микрофоны тоже.
но можно посмотреть это -
http://alango.com/technologies-awnr.php

Интересные ребята. Но проблема с перегрузом звукоснимателя остается открытой.

От ветра, микрофоны покрытые мехом.

Не помогает.

[Strannik_78]

Как идея. Можно попробовать использовать дополнительно нейросеть для чтения по губам (LipNet).

[Mt_]

Как идея. Можно попробовать использовать дополнительно нейросеть для чтения по губам (LipNet).

Интересное предложение, но сложно реализуемо в габаритах шлема. Интереснее, был бы контактный, либо не далее 2 см от говорящего объекта, метод снятия информации.

[Abell]

Так, в порядке бреда, или мозгового штурма... Применить узкополосный микрофон, а в шлем подавать гелий.

[ikm]

Так, в порядке бреда, или мозгового штурма... Применить узкополосный микрофон, а в шлем подавать гелий.

Ну тогда лучше подавать иголку в зад, тогда источник звука будет гораздо громче любого ветра.

[x736C]

Но проблема с перегрузом звукоснимателя остается открытой.

Алгоритмами это не лечится, надо защищать микрофон от перегруза механическими способами.
Странно, что шлем недостаточно его прикрывает. Видимо, в шлем неплохо задувает.

[bloody-wolf]

стесняюсь спросить, а обязательно снимать эээ "воздушное давление", может имеет смысл в такой "шумовой" обстановке использовать "датчики", связанные с "черепной коробкой"? челюстная область, височная. Темболее, что в шлеме. Ларингофон, кстати, тоже весьма подойдет.

[krux]

от шлема получается нужна виброизоляция микроклимата, а не просто ветрозащита.
текущий вариант шлема придется радикально переделывать.
сначала следует добиться, чтобы уровень внешнего (относительно шлема) шума, приведенный на точку рта (внутри шлема), был хотя бы на треть меньше динамического диапазона микрофона.

про алгоритмы и прочую якобы-ноу-хау-муть - забудьте.

[Abell]

А такой вариант?

Правда, нет ЦОС и нанотехнологий, зато по импортозамещению может прокатить.

[Mt_]

Алгоритмами это не лечится, надо защищать микрофон от перегруза механическими способами.
Странно, что шлем недостаточно его прикрывает. Видимо, в шлем неплохо задувает.

Да, в шлем задувает. Он не герметичный.

стесняюсь спросить, а обязательно снимать эээ "воздушное давление", может имеет смысл в такой "шумовой" обстановке использовать "датчики", связанные с "черепной коробкой"? челюстная область, височная. Темболее, что в шлеме. Ларингофон, кстати, тоже весьма подойдет.

Очень интересная идея, но пока я не видел хорошей реализации, которая давала бы приемлимое качество

от шлема получается нужна виброизоляция микроклимата, а не просто ветрозащита.
текущий вариант шлема придется радикально переделывать.
сначала следует добиться, чтобы уровень внешнего (относительно шлема) шума, приведенный на точку рта (внутри шлема), был хотя бы на треть меньше динамического диапазона микрофона.

про алгоритмы и прочую якобы-ноу-хау-муть - забудьте.

Да. Кроме ветрозащиты, как показала практика, нужна еще и виброзащита. Т.к. вибрации шлема от набигащего потока высоки. Реализация ее тоже вопрос.

[diwil]

Да, в шлем задувает. Он не герметичный.
Очень интересная идея, но пока я не видел хорошей реализации, которая давала бы приемлимое качество
Да. Кроме ветрозащиты, как показала практика, нужна еще и виброзащита. Т.к. вибрации шлема от набигащего потока высоки. Реализация ее тоже вопрос.

А шлем, случаем, не кисс или куки?

[Mt_]

А шлем, случаем, не кисс или куки?

Как один из вариантов.

[x736C]

Как один из вариантов.

То есть это устройство для парашютного спорта, так скажем. Если не секрет, это так?

[Mt_]

То есть это устройство для парашютного спорта, так скажем. Если не секрет, это так?

Как один из вариантов применений, видим парашютный спорт.

[Mt_]

Кто может поделиться опытом использования светового(лазерного) микрофона ?

[blackfin]

Кто может поделиться опытом использования светового(лазерного) микрофона ?

А чем не устраивают MEMS микрофоны? Напр., SPM0687LR5H?

[Mt_]

А чем не устраивают MEMS микрофоны? Напр., SPM0687LR5H?

Перегружаются ветром и вибрациями.

[blackfin]

Перегружаются ветром и вибрациями.

Хм.. А есть микрофоны у которых ДД больше 70 дБ?

SPM0687LR5H: Acoustic Overload Point (10% AOP) 130 dB SPL

PS. Нашел микрофон с ДД 80 дБ, но он хуже по перегрузкам - 110 дБ: AOM-5042L

[Mt_]

Хм.. А есть микрофоны у которых ДД больше 70 дБ?

SPM0687LR5H: Acoustic Overload Point (10% AOP) 130 dB SPL

PS. Нашел микрофон с ДД 80 дБ, но он хуже по перегрузкам - 110 дБ: AOM-5042L

Нужен не столько большой ДД, а сколько большой максимальный уровень, и как показывает практика с сильно зарезанными НЧ в АЧХ.

[blackfin]

Нужен не столько большой ДД, а сколько большой максимальный уровень, ...

И что, в природе есть микрофоны с максимальным уровнем больше 130 дБ?

Wiki:

120 дБ SPL — почти невыносимо — болевой порог, гром (иногда до 120 дБ), отбойный молоток, вувузела на расстоянии 1 м, шум на стадионе, кислородная горелка;
130 дБ SPL — боль — сирена, шум клёпки котлов, рекорд по самому громкому крику;
140 дБ SPL — травма внутреннего уха — взлёт реактивного самолёта на расстоянии 25 м, максимальная громкость на рок-концерте;

[Abell]

большой максимальный уровень

Лишь бы неподготовленный пользователь смог орать на этом уровне, хотя бы на 90дБ
Мне кажется, или при таких сложных условиях не пора бы применить другой, более помехоустойчивый, способ обмена информацией, не речевой? Условные там всякие сигналы, жесты, биперы.

[Samsun]

С микрофонами путь будет очень долгим. Вытянуть из-под розового шума голосовой сигнал, да еще с таким соотношением
сигнал/шум, это как минимум НИОКР. Не всякий бюджет потянет такую нагрузку. Давайте лучше обсудим ларингофоны.
В помещении они должны работать примерно так:

только звук

Речь абсолютно разборчива, знакомых людей можно даже различать по голосу. Если вас это не устраивает, тогда вам нужно
заказывать НИОКР уже по ларингам. Если ваш образец в помещении работает ЗНАЧИТЕЛЬНО хуже, нужно искать причину.
Возможно, тупо совать ларинги в гнездо для микрофона не вариант. Если вы оцифровываете звук специализированными АЦП-ЦАП,
например для телефонии, так они выдают цифру в коде, и без декодера ее обработать не получится.
Жалуйтесь, что с вами не так!

[x736C]

Нужен не столько большой ДД, а сколько большой максимальный уровень, и как показывает практика с сильно зарезанными НЧ в АЧХ.

Это достигается механическим окружением микрофона. И как правильно заметили выше, придется в такой микрофон орать, чтобы попасть в его зону чувствительности.
Мне как-то приятель хвастался своим handsfree небольших размеров, который он купил в США.
Сейчас, подозреваю, это повсеместно распространено. Поискал что-то подобное, не нашел.
Он меня уверял, что в свою очередь компания уверяет, что это конверсионная разработка.
За что купил, за то и продаю, как говорится.
Устройство выглядело совершенно классическим образом, вставлялось в ухо. Но у него был небольшой конический бугорок, который упирался в скулу в области кости. Утверждалось, что с помощью мат.обработки происходило совмещение сигнала от микрофона и вибрации, которая передавалась от кости. Ларингофон-лайт такой себе. Утверждалось, что он прекрасно избавляется от шума, или, по меньшей мере, лучше конкурентов.
В общем, это как направление для научного поиска. Хотя лично у меня большие сомнения.
Для гарнитуры общего применения это может и годится, прибавляя 2% к разборчивости (остальное маркетинговый треп, например). Но для серьезных условий. Хотя вот покопайте в этом направлении.

[Mt_]

... Жалуйтесь, что с вами не так!

Не хватает рабочих рук, чтобы проверить все теории. В этой связи и ищется человек, который либо имеет опыт в решении подобных задач, либо хорошо подкован для их решения.

Это достигается механическим окружением микрофона....

Согласен. Простое копирование такого окружения с проф. техники не помогает. Возможно, копия не состоятельна, но тем не менее.
Снятие голоса с кости тоже интересное направление, но пока по нему по нулям.

[T800]

ИМХО под такие жёсткие вводные только микрофоны снимающие с кости.
Типа как здесь.
http://invisio.com/communication-systems/h...ets/invisio-x5/

[Ruman]

Вот такой микрофон делали https://yadi.sk/d/KGPrHvPE3QxkJ5 . Крепится в шлем , снимает звук с теменной области .
Но блин хорошо работает на лысых . На волосатых , если вертишь головой , проходит скрип от трения по волосам .
Наверное можно закрепить на челюстную область. Ветра конечно же не слышно ( если его нет в голове..).

[Mt_]

ИМХО под такие жёсткие вводные только микрофоны снимающие с кости.
Типа как здесь.
http://invisio.com/communication-systems/h...ets/invisio-x5/

Есть ли пример работы, такого микрофона (запись) ?

Вот такой микрофон делали https://yadi.sk/d/KGPrHvPE3QxkJ5 . Крепится в шлем , снимает звук с теменной области .
Но блин хорошо работает на лысых . На волосатых , если вертишь головой , проходит скрип от трения по волосам .
Наверное можно закрепить на челюстную область. Ветра конечно же не слышно ( если его нет в голове..).

Есть ли пример работы, такого микрофона (запись) ?

[Samsun]

Не хватает рабочих рук, чтобы проверить все теории.

Большинство теорий у же проверили до нас.
Если вы проводили предварительные испытания с ларингофонами, возможно вам не трудно
будет провести еще несколько тестов. Посадите испытателя с ларингами в автомобиль,
где грохочет музыка. Группа контроля качества должна хорошо слышать испытателя, а
музыку легким фоном. Если это так, то у вас качественное оборудование. По крайней мере
военные ларинги обеспечивают такое качество.
Теперь займемся вибрацией. Попросите испытателя высунуть голову в шлеме из окна
автомобиля на скорости 120-150км/ч. А затем высунуться по пояс. Правда высовываться из
окна небезопасно, ну например, из люка. Думаю, что разборчивость речи заметно ухудшится.
Дело в следующем: попробуйте протянуть длинную гласную "О-о-о-о-о", и одновременно
постучать себя кулаком в грудь. Заметили вибрацию голоса? А когда ветер хлещет по ребрам
давление на сантиметр квадратный конечно меньше, но сантиметров больше, и суммарное
давление больше, да еще спектр шире. И здесь, как выход, можно применять жилеты без
рукавов из легкого пластика, проклеенные изнутри слоем пенопласта и слоем поролона, и
с воротником-стоечкой. Если результаты будут хорошие, можно будет вернуться к тестированию
микрофонов. А если для вас так-уж неприемлем завал АЧХ в области ВЧ у ларингофонов, тогда
разработаю вам простенький алгоритм ЦОС поднятия ВЧ.

[Ruman]

Записи нет .

[T800]

Есть ли пример работы, такого микрофона (запись) ?


Есть ли пример работы, такого микрофона (запись) ?

У меня записи нет, но поверьте, invisio и silynx это топовые гарнитуры для военных и т.п. применений за бешеные деньги, со звуком там всё отлично. Понимаю что звучит банально и не объективно, но что есть. Детали конкретной реализации не известны мне, но тут уже работа инженера-разработчика, то что сам принцип работает на практике это совершенно точно.

[andrei_moiseev]

Микрофон лазерный без гарантированных параметров можно за месяц сделать.
Если будет интересен, неск тыс штук соберем, уже под ТЗ.
Не факт, что, только, в ветре дело.. Попробуйте, к примеру, поговорить рядом с ревуном корабля, сиреной аварийной ГО..

[andrei_moiseev]

Микрофон лазерный без гарантированных параметров можно за месяц сделать.
Если будет интересен, неск тыс штук соберем, уже под ТЗ.
Не факт, что, только, в ветре дело.. Попробуйте, к примеру, поговорить рядом с ревуном корабля, сиреной аварийной ГО..

[Mt_]

Микрофон лазерный без гарантированных параметров можно за месяц сделать.
Если будет интересен, неск тыс штук соберем, уже под ТЗ.
Не факт, что, только, в ветре дело.. Попробуйте, к примеру, поговорить рядом с ревуном корабля, сиреной аварийной ГО..

На данном этапе интересно, стоит ли вообще его собирать, для таких условий. И с какой поверхности снимать сигнал.
Микрофон отлично работает при шуме, который для ушей уже неприятен (до сирены возможно не дотягивает, но и запас у микрофона есть). Как только, при этом же шуме появляется ветер, все в огранке.

[andrei_moiseev]

Что можно предложить?
1.Аналоговая фильтрация. Дайте запись сигнала, попробуем по фильтровать.
2.Цифровая обработка в плане выделения шума ветра и его вырезание.
Сколько займет времени неясно..