Akustische Szenarien mit negativem SNR

Für alle praktizierenden Ingenieure da draußen:

• Wo sind Sie auf ein negatives SNR gestoßen?
• Wie negativ war es in dB oder wurde es geschätzt?
• Wo würden Sie ein negatives SNR erwarten?

Hinweis: Ich zähle auch Interferenzsignale als Rauschen, sodass das SNR auch SIR enthalten kann.

Nach meiner eigenen Erfahrung habe ich negative SNRs in der Autokommunikation gesehen. Es gibt Straßenlärm sowie Multi-Talker- und Musikstörungen. Ich habe es auch in der Ausgabe von Mobiltelefonen gesehen. Windgeräusche können dort manchmal ein erhebliches Problem darstellen, ebenso wie die Vielzahl von Störungen im Freisprechmodus.

Ich habe Gerüchte über verdeckte Messungen der akustischen Raumimpulsantwort während Konzerten gehört. Sie benötigen die Personen im Raum, wenn Sie die Impulsantwort für künstlichen Nachhall verwenden möchten, und Sie möchten nicht, dass der Raum übermäßig echoartig klingt, als wäre niemand darin. Wie am Mikrofon empfangen, wäre das Signal ein eher leises, geräuschähnliches Testsignal, und die Musik, die Geräusche der Menschen und das Geräusch der Geräte wären das Geräusch . Da die Impulsantwort in der Praxis nur wenige Sekunden lang ist, kann ein sich wiederholendes Testsignal verwendet werden. Die Aufzeichnung würde in einem kreisförmigen Puffer akkumuliert. Da das Rauschen im Durchschnitt keine Korrelation mit dem aufweist, was bereits im Puffer aufgezeichnet wurde, wächst seine quadratische mittlere Amplitude im Durchschnitt als$\sqrt{N}$ für Aufzeichnungszyklen, während die quadratische mittlere Amplitude des Signals mit wächst . Am Ende der Sitzung wird die Entfaltung verwendet, um von der Antwort des Testsignals zur Impulsantwort zu gelangen. Für ein spektral flaches Testsignal wie eine Maximum-Length-Sequenz (MLS) reicht es aus, sich mit der Umkehrung des Testsignals zu falten. Für einen Puffer mit Abtastpunkten beträgt die Entfaltungsverstärkung für das Signal und für das Rauschen. Wenn wir die Verstärkungen aus Wiederholung und Entfaltung kombinieren und eine Abtastfrequenz von 44,1 kHz annehmen, erhalten wir eine von der Aufnahmezeit abhängige Verstärkungsdifferenz von$N$$N$$M$$M$$\sqrt{M}$$t$$20\log_{10}\left(\frac{44.1\text{ kHz }\times\ t}{\sqrt{44.1\text{ kHz }\times\ t}}\right)$ dB zwischen den beiden:

Abbildung 1. Verstärkung des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) für die Messung der Raumimpulsantwort als Funktion der Aufnahmezeit.

Erraten Sie einige Zahlen für ein "einfaches" Szenario, wenn wir mit dem Signal bei einem Schalldruckpegel (SPL) von 30 dB und dem Rauschen bei 60 dB SPL, was einem Start-SNR von -30 dB entspricht, in 1 Stunde Aufnahme beginnen Erhalten Sie ein SNR von 52 dB, das danach sehr langsam wächst, um 10 dB pro 10-facher Verlängerung der Aufnahmezeit. 52 dB sind bereits für künstlichen Nachhall nützlich.

Als ich an SONAR-Daten arbeitete, war das interessante SNR-Regime -30dB bis -20dB.

In diesem speziellen Artikel haben wir versucht, zuerst die Form des gezogenen Hydrophon-Arrays zu ermitteln und dann diese geschätzte Form zu verwenden, um die Lagerschätzung zu verbessern.

Abbildung 3 aus dem unten aufgeführten Papier zur Veranschaulichung.

Freisprecheinrichtungen und Dinge wie Amazon Echo. Die Musik vom Echo am Mikrofon ist wahrscheinlich 20 dB oder so lauter als die Stimme, die es aufzunehmen versucht.