Cenários acústicos com SNR negativo

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Para todos os engenheiros em atividade lá fora:

  • Onde você encontrou um SNR negativo?
  • Quão negativo, em dB, foi ou foi estimado?
  • Onde você esperaria encontrar um SNR negativo?

Nota: Também estou contando sinais de interferência como ruído, para que o SNR também possa incluir SIR.

Na minha própria experiência, vi SNRs negativos nas comunicações de automóveis. Há ruídos na estrada, além de interferência com vários interlocutores e música. Eu também vi isso na saída de telefones celulares. Às vezes, o ruído do vento pode representar um problema significativo, assim como uma infinidade de interferências no modo viva-voz.

The Dude
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Boa pergunta. Um pouco mole, mas interessante.
jojek
@jojek Na verdade, é bastante suave, mas estou curioso. Eu trabalho principalmente em áudio, com apenas alguns anos, então minha experiência é um pouco limitada.
The Dude
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Algoritmos sensíveis a "formas de onda" não podem funcionar com sucesso em SNRs baixos, nem mesmo mencionando o negativo. Mas quando são sensíveis a frequências, como um sistema FM, eles toleram mais ruídos aditivos e, portanto, SNRs mais baixos. E, de fato, certos algoritmos, como os "detectores", baseados no paradigma de filtragem correspondente, continuarão trabalhando com sucesso em condições SNR negativas, obviamente até um limite.
Fat32

Respostas:

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Eu ouvi rumores de que a medição da resposta ao impulso da sala acústica secreta está sendo feita durante os shows. Você precisaria das pessoas na sala se quiser usar a resposta de impulso para reverberação artificial e não quiser que a sala pareça ecoar demais, como se não houvesse ninguém nela. Como recebido no microfone, o sinal seria um sinal de teste bastante silencioso, e a música, os sons das pessoas e o ruído do equipamento seriam o ruído . Como a resposta ao impulso dura apenas alguns segundos na prática, um sinal de teste repetitivo pode ser usado. A gravação seria acumulada em um buffer circular. Como o ruído tem, em média, correlação zero com o que já foi registrado no buffer, sua amplitude quadrática média raiz aumentará em média conformeN para gravação ciclos, enquanto raiz amplitude quadrado médio do sinal vai crescer como . No final da sessão, a deconvolução é usada para passar da resposta do sinal de teste à resposta de impulso. Para um sinal de teste espectralmente plano, como uma sequência de comprimento máximo (MLS), basta convolver com o inverso do sinal de teste. Para um buffer de pontos de amostra, o ganho de deconvolução é para o sinal e para o ruído. Combinando os ganhos de repetição e desconvolução e assumindo uma frequência de amostragem de 44,1 kHz, obtemos uma diferença de ganho dependente do tempo de gravação deNNMMMt20log10(44.1 kHz × t44.1 kHz × t) dB entre os dois:

insira a descrição da imagem aqui
Figura 1. Ganho da relação sinal-ruído (SNR) para medição da resposta ao impulso da sala em função do tempo de gravação.

Adivinhando alguns números para um cenário "fácil", se começarmos com o sinal em um nível de pressão sonora (SPL) de 30 dB e o ruído em 60 dB SPL, que é um SNR inicial de -30 dB, em 1 hora de gravação, obtenha um SNR de 52 dB, crescendo muito lentamente depois disso, em 10 dB para cada aumento de 10 vezes o tempo de gravação. 52 dB já é útil para reverberação artificial.

Olli Niemitalo
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Acredito que Manfred Schroeder en.wikipedia.org/wiki/Manfred_R._Schroeder costumava fazer isso durante uma palestra sobre como medir as respostas de impulso da sala em Goettingen. Porém, não funciona muito bem: para que isso funcione, a resposta ao impulso deve ser verdadeiramente invariável no tempo e até pequenos desvios na pressão do ar ambiente, temperatura ou umidade do ar, pessoas em movimento etc. diminuirão significativamente o SNR ganho
Hilmar 28/04
@ Hilmar Essas coisas definitivamente vão borrar os reflexos, mas eu não sei o quanto eles adicionam a um ruído.
Olli Niemitalo 28/04
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Viva-voz e coisas como Amazon Echo. A música do Echo no microfone é provavelmente 20 dB ou mais alta que a voz que está tentando captar.

Hilmar
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Este é um cenário bastante interessante. Eu me pergunto como eles resolvem isso .... Você sabe?
The Dude
É principalmente o cancelamento de eco adaptável em várias bandas com ligação espectral cruzada. Obviamente que é proprietária
Hilmar