cámara acústica
Una cámara acústica es un dispositivo de imagen utilizado para localizar fuentes de sonido y caracterizarlas. Consiste en un grupo de micrófonos, también llamado conjunto de micrófonos , desde el cual las señales se recopilan y procesan simultáneamente para formar una representación de la ubicación de las fuentes de sonido.
El término cámara acústica apareció por primera vez a finales del siglo XIX: un fisiólogo, JR Ewald, [1] estaba investigando la función del oído interno e introdujo una analogía con las placas de Chladni (un dominio que hoy en día se llama cimática ), un dispositivo permitiendo ver visualmente los modos de vibración de una placa. Llamó a este dispositivo una cámara acústica. El término ha sido entonces ampliamente utilizado durante el siglo XX [2] [3] [4] para designar varios tipos de dispositivos acústicos, como los sistemas de localización submarina [5] o los sistemas activos utilizados en medicina. [6]Designa hoy en día cualquier conjunto de transductores utilizados para localizar fuentes de sonido (el medio suele ser el aire), especialmente cuando se acoplan a una cámara óptica .
Una cámara acústica generalmente consta de un conjunto de micrófonos y, opcionalmente, una cámara óptica . Los micrófonos, analógicos o digitales, se adquieren simultáneamente o con retardos de tiempo relativos conocidos para poder aprovechar la diferencia de fase entre las señales. Como el sonido se propaga en el medio (aire, agua...) a una velocidad finita conocida, los micrófonos perciben una fuente de sonido en diferentes instantes de tiempo y con diferentes intensidades de sonido que dependen tanto de la ubicación de la fuente de sonido como de la ubicación del micrófono. . Un método popular para obtener una imagen acústica a partir de la medición del micrófono es utilizar formación de haces : retrasando relativamente cada señal de micrófono y agregándolas, la señal proviene de una dirección específica.se amplifica mientras que las señales que vienen de otras direcciones se cancelan. La potencia de esta señal resultante se calcula y se informa en un mapa de potencia en un píxel correspondiente a la dirección . El proceso se repite en cada dirección donde se necesita calcular la potencia.
Si bien este método tiene muchas ventajas: robustez, fácil de entender, altamente paralelizable porque cada dirección se puede calcular de forma independiente, versátil (existen muchos tipos de formadores de haz para incluir varios tipos de hipótesis), relativamente rápido, también tiene algunos inconvenientes: el El mapa acústico tiene artefactos (también llamados lóbulos laterales o fuentes fantasma) y no modela correctamente las fuentes de sonido correlacionadas. Se han introducido varios métodos para reducir los artefactos como DAMAS [7] o para tener en cuenta fuentes correlacionadas como CLEAN-SC, [8] ambos al precio de un mayor coste computacional.
Cuando las fuentes de sonido están cerca de la cámara acústica, la intensidad relativa percibida por los diferentes micrófonos, así como el hecho de que las ondas ya no son vistas como planas sino esféricas por la cámara acústica, añaden nueva información en comparación con el caso de fuentes que están lejos de la cámara. . Permite utilizar métodos más efectivos como la holografía acústica .