Fundamentals of Spherical Array Processing

این کتاب مقدمه ای جامع بر تئوری و عمل آرایه های میکروفون کروی ارائه می دهد. این برای دانشجویان فارغ التحصیل، محققان و مهندسانی نوشته شده است که با آرایه های میکروفون کروی در طیف وسیعی از کاربردها کار می کنند.

دو فصل اول اطلاعات ریاضی و فیزیکی لازم را در اختیار خواننده قرار می دهد. پس‌زمینه، شامل مقدمه‌ای بر تبدیل فوریه کروی و فرمول‌بندی میدان‌های صوتی موج صفحه در حوزه هارمونیک کروی.

فصل سوم تئوری نمونه‌برداری فضایی را پوشش می‌دهد که هنگام انتخاب موقعیت میکروفون‌ها برای نمونه‌برداری از توابع فشار صدا در فضا استفاده می‌شود. فصل‌های بعدی پیکربندی‌های مختلف آرایه‌های کروی، از جمله پیکربندی محبوب مبتنی بر کره صلب را ارائه می‌کنند. شکل‌دهی پرتو (فیلتر فضایی) در حوزه هارمونیک‌های کروی، از جمله شکل‌دهی پرتو متقارن محور، و معیارهای عملکرد شاخص جهت و افزایش نویز سفید معرفی شده‌اند، و طیفی از شکل‌دهنده پرتو بهینه برای آرایه‌های کروی، از جمله شکل‌دهنده پرتوهایی که به حداکثر جهت و حداکثر استحکام دست می‌یابند. ، و پرتوساز Dolph-Chebyshev توسعه یافته است. فصل آخر در مورد پرتوسازهای پیشرفته‌تر مانند MVDR و LCMV بحث می‌کند که برای میدان صوتی اندازه‌گیری شده طراحی شده‌اند.

This book provides a comprehensive introduction to the theory and practice of spherical microphone arrays. It is written for graduate students, researchers and engineers who work with spherical microphone arrays in a wide range of applications.

The first two chapters provide the reader with the necessary mathematical and physical background, including an introduction to the spherical Fourier transform and the formulation of plane-wave sound fields in the spherical harmonic domain.

The third chapter covers the theory of spatial sampling, employed when selecting the positions of microphones to sample sound pressure functions in space. Subsequent chapters present various spherical array configurations, including the popular rigid-sphere-based configuration. Beamforming (spatial filtering) in the spherical harmonics domain, including axis-symmetric beamforming, and the performance measures of directivity index and white noise gain are introduced, and a range of optimal beamformers for spherical arrays, including beamformers that achieve maximum directivity and maximum robustness, and the Dolph-Chebyshev beamformer are developed. The final chapter discusses more advanced beamformers, such as MVDR and LCMV, which are tailored to the measured sound field.