Dan LopezDan Lopez
Ben RohnerBen Rohner
Erin LoutzenhiserErin Loutzenhiser
Directionally Adaptive Microphone
For use in classrooms, conference rooms, oranywhere else needing multidirectionalmicrophone.For use in classrooms, conference rooms, oranywhere else needing multidirectionalmicrophone.
Uses digital signal processing (DSP) and customalgorithms to “follow” conversations taking placearound it.Uses digital signal processing (DSP) and customalgorithms to “follow” conversations taking placearound it.
Directionally Adaptive Microphone
Pod shaped design – 9” diameterPod shaped design – 9” diameter
Uses directional microphonesUses directional microphones
Active microphone(s) are determined based onSound Pressure Level (SPL) detected at eachmicrophone.Active microphone(s) are determined based onSound Pressure Level (SPL) detected at eachmicrophone.
Microphone threshold settingsMicrophone threshold settings
On/Off and Mute functionsOn/Off and Mute functions
Ceiling mount or tabletopCeiling mount or tabletop
Directionally Adaptive Microphone
Two segments of the system weremodeled:Two segments of the system weremodeled:
Microphone DSP Algorithms and decisionmaking processMicrophone DSP Algorithms and decisionmaking process
Environment Room environment and soundinterface with systemEnvironment Room environment and soundinterface with system
Microphone Model
Input Power AnalysisInput Power Analysis
Calculate average power of 50 ms block ofdata using the mean of the squaresCalculate average power of 50 ms block ofdata using the mean of the squares
Stored separately from audio data (Originaldata is retained)Stored separately from audio data (Originaldata is retained)
Threshold ComparisonThreshold Comparison
Compare average power calculated to setthreshold level for each microphoneCompare average power calculated to setthreshold level for each microphone
If power is less then threshold, that input isconsidered zero for processing purposesIf power is less then threshold, that input isconsidered zero for processing purposes
Microphone Model
Decision Making ProcessDecision Making Process
For each 50 ms block all average powersare compared and the two greatest arepassed on.For each 50 ms block all average powersare compared and the two greatest arepassed on.
Upon initialization microphones and areselected as outputsUpon initialization microphones and areselected as outputs
microphone must be greater than thecurrent selected microphones for at least 200ms before switch occursmicrophone must be greater than thecurrent selected microphones for at least 200ms before switch occurs
Prevents rapid switchingPrevents rapid switching
Microphone Model
ReconstructionReconstruction
The selected microphones and sound sourceare used to reconstruct the outputThe selected microphones and sound sourceare used to reconstruct the output
Data is outputted as standard audioData is outputted as standard audio
Mic model BD with LEDs
Microphone Model Demonstration
Tone Test Sound source
Sound AttenuationSound Attenuation
The sound attenuationdue to distance wasmodeled as theinverse of the distanceThe sound attenuationdue to distance wasmodeled as theinverse of the distance
ATTN=1/RATTN=1/R
Environment Model
dist_attn
Microphone CoverageMicrophone Coverage
Microphones arrayedat 45 degree intervalsMicrophones arrayedat 45 degree intervals
Each microphone hascoverage range of48 degrees.Each microphone hascoverage range of48 degrees.
Adjacent microphonecoverage zonesintersect at feet fromthe DAM-360Adjacent microphonecoverage zonesintersect at feet fromthe DAM-360
Environment Model
AllMicCoverage
Environment Model
Test area is room20’x20’ with the DAM-360 at the center withdata points at 1”intervalsTest area is room20’x20’ with the DAM-360 at the center withdata points at 1”intervals
Overall environmentmodel created bycombining the soundattenuation and themicrophone coverageOverall environmentmodel created bycombining the soundattenuation and themicrophone coverage
full_mic_coverage
System Evaluation
Testing BD
System Evaluation
Demonstrations
Microphone and Environment ModelsMicrophone and Environment Models
User Interface ModelUser Interface Model
Potential Improvements
Final audio processingFinal audio processing
File and data format, etc.File and data format, etc.
Individual threshold levelsIndividual threshold levels
Input filteringInput filtering
Real-time implementationReal-time implementation
Potential Improvements
real time
Future Work
Create PrototypeCreate Prototype
Implement Mute Button, On/Off Button, andLED indicatorsImplement Mute Button, On/Off Button, andLED indicators
Market AnalysisMarket Analysis
Determine potential market for deviceDetermine potential market for device
MCj03833080000[1]