Audiovisuelles Labor

Die Audio-Kom­po­nen­ten für das Media Com­put­ing (MC) Labor wur­den beschafft. Die Abbil­dung 1 zeigt die Skizze des Audio-Video Labors. Das Labor beste­ht aus 2 Räu­men. Im ersten Raum (B x T x H = 7,2 x 6 x 4 meter) sind die akustis­chen und optis­chen Sen­soren (smart sen­sor) instal­liert, auf einem Gerüst (B x T x H = 4 x 3,5 x 3,5 meter) an ver­schiede­nen Posi­tio­nen und Höhen mit dem Ziel der Lokalisierung und Ver­fol­gung von Objek­ten. Dieser Raum wurde mit Schalldäm­mungs­ma­te­ri­alen ein­gerichtet. Der zweite Raum ist für die Mon­tage der Audioin­t­er­faces im Rackschrank in einem gekühltem Server­raum.

Die 10 optis­chen Sen­soren der Fir­ma Inten­ta (Abbil­dung 2) sind in den oberen Eck­en des Gerüstes ange­bracht und liefern sowohl Video­dat­en in ein­er Auflö­sung von bis zu 1920 x 1080 als auch Tiefen­in­for­ma­tio­nen zum Bild, sodass alle Objek­te und Per­son im Raum lokalisiert wer­den kön­nen. Damit wird es möglich Assis­ten­zsys­teme eben­so zu erstellen wie Detek­toren für ver­lorene Gegen­stände (Abbil­dung 3). Durch die unter­schiedlichen Höhen und Blick­winkel kön­nen Analy­sen zum opti­malen Auf­stel­lung­sort und zur Behand­lung ungün­stiger Fälle von Verdeck­un­gen oder ähn­lichem durchge­führt wer­den.

 

Die Abbil­dung 4 zeigt das Design der Audio-Kom­po­nen­ten. Ver­schiedene Mikro­fone wur­den zur Auf­nahme der Audio-Dat­en benutzt. Die Anzahl der Mikro­fone ist 64 und die Anzahl der Laut­sprech­er, die die Objek­te simulieren, ist 16.
Die Audio­dat­en wer­den beim Audioin­t­er­face vorver­stärkt und dig­i­tal­isiert. Jede 8 Mikro­fone wur­den zu einem Audioin­t­er­face angeschlossen (es gibt 8 Audioin­t­er­faces für die 64 Mikro­fone). Die Audioin­t­er­faces haben einen Ale­sis Dig­i­tal Audio Tape (ADAT) Aus­gang, der für die Über­tra­gung der Audio­dat­en durch ein optis­ches Kabel zu einem Mul­ti-Chan­nel Audioin­t­er­face ver­bun­den wird.
Das Mul­ti-Chan­nel Audioin­t­er­face bietet For­ma­tumwand­lung von Mul­ti­chan­nel Audio Dig­i­tal Inter­face (MADI) zu ADAT und umgekehrt. Die 8 ADAT optis­chen Eingänge im Mul­ti-Chan­nel Audioin­t­er­face wer­den auf MADI-Kanäle über­tra­gen. Die Audio­dat­en kön­nen mit MADI-Kabel (koax­i­al oder optisch) mit ein­er Kabel­länge von mehr als 100 meter bis zur MADI­Card im Com­put­er über­tra­gen wer­den. Die Soft­ware (Stein­berg Cubase Pro 8.5 EDU) wird zur Auf­nahme von Audio­dat­en von 64 Mikro­fone in 64 einzel­nen Kanälen ver­wen­det sowie zur Gener­ierung der Audio­dat­en vom Com­put­er durch MADI-Kabel zu den Laut­sprech­ern, wobei die MADI-Kanäle durch das Mul­ti-Chan­nel Audioin­t­er­face auf 8 ADAT optis­che Aus­gänge über­tra­gen wer­den und danach zu den Laut­sprech­ern. Man benötigt entsprechend nur zwei ADAT optis­che Aus­gänge für die 16 Laut­sprech­er. Ein Audio-Mas­ter-Clock-Sys­tem ist wichtig, um jedes Audioin­t­er­face als  Slave an die zen­trale Mas­ter-Clock-Ein­heit zu arbeit­en (d.h. jedes Audioin­t­er­face bek­m­met den gle­ichen Takt vom Audio-Mas­ter-Clock-Sys­tem). Die Bay­o­net Neill–Concelman (BNC) Kabels wur­den zur Über­tra­gung der Tak­te vom Audio-Mas­ter-Clock-Sys­tem zu  Audioin­t­er­faces ver­wen­det.
Ver­schiedene Arten von Mikro­fo­nen — ein­schließlich kleine (Lava­lier) und große (Mess-) Mikro­fone — wer­den in jedem Mikro­fon-Array getestet, um die Auswirkun­gen auf die Lokalisierungsergeb­nisse zu unter­suchen. Darüber hin­aus wer­den unter­schiedliche Geome­trien von Mikro­fonar­rays mit unter­schiedlich­er Anzahl von Mikro­fo­nen unter­sucht.

Das Audio-System enthält die folgenden Komponenten:

Mikrofone:

Drei Mikro­fonar­rays wur­den ver­wen­det. In jedem Mikro­fonar­ray wur­den Mikro­fone gle­ich­er Art benutzt. Zusät­zliche Mikro­fone wur­den zur Auf­nahme von Sprach- und Musik-Dat­en benutzt. Die fol­gende Tabelle zeigt die tech­nis­chen Dat­en der Mikro­fone, die beim Mikro­fonar­ray ver­wen­det wur­den.

• Now­son­ic Cal­i­bra­tion Mess­mikro­fon: 16 Now­son­ic  Mikro­fone wur­den im ersten Mikro­fonar­ray ver­wen­det.
• MXL 840 Mikro­fon: Die 16 Mikro­fone von MXL 840  wur­den im zweit­en Mikro­fonar­ray benutzt.
• JustIn JM-714 Clip­mic Mikro­fon: Das dritte Mikro­fonar­ray beste­ht aus 24 Mikro­fone von JustIn JM-714.
• Audio Tech­ni­ca AT4040 Mikro­fon: 2 Audio Tech­ni­ca AT4040  Mikro­fone wur­den zur Auf­nahme von Musik ver­wen­det.
• Rode NT5-MP Mikro­fon: 2 Mikro­fone von Rode NT5-MP wur­den benutzt.
• BLX288/PG5 Dop­pel­draht­lossys­tem mit 2 hand­held Mikro­fo­nen.
• BLX188/CVL Dual Chan­nel Lava­lier Wire­less Sys­tem mit 2 CVL Lava­lier Mikro­fone.

	Now­son­ic	MXL 840	JustIn JM-714
Bau­form	Elek­tret-Kon­den­sator	Druck­gra­di­ent-Elek­tret-Kon­den­sator	Elek­tret-Kon­den­sator
Durchmess­er (mm)	6	22	< 5
Richtcharak­ter­is­tik	Kugel	Niere	Kugel
Fre­quenzbere­ich (Hz)	20–20000	30–20000	50–16000
Aus­gangsim­ped­anz (Ohm)	200	110	2000
Phan­tom­speisung (Volt)	12 – 52	44–52	9 — 52
Abmes­sun­gen (mm)	21 x 200	22 x 134
Gewicht (g)	140	280
Preis (EURO)	55	50	40 (mit Zube­hör)

Lautsprecher:

16 Laut­sprech­er wur­den zur Sim­u­la­tion von Objek­ten ver­wen­det. Die fol­gende Laut­sprech­er von Gen­elec wur­den ver­wen­det:

• Gen­elec 8010 AP
• Gen­elec 8020 CPM
• Gen­elec 8030 BPM

Die fol­gende Laut­sprech­er von Tan­noy wur­den ver­wen­det:

• TANNOY Reveal 402
• TANNOY Reveal 502

Audiointerface:

• RME ADI-648
• Focus­rite Octo­pre MK II Dynam­ic
• Focus­rite Octo­pre MK II

Sound Card:

• RME HDSPe Madi­Card PCIe

Audio-Master-Clock-System:

•   ROSENDAHL Nan­oClocks GL

PreSonus Kopfhörerverstärker und 2 Kopfhörer von Beyerdynamic

Roland A‑88   MIDI Controller-Keyboard

Yamaha DGX-660 WH Keyboard

 

Die Abbil­dun­gen 5, 6 und 7 zeigen die Mikro­fone (Now­sonin, MXL 840, und JustIn JM 714) in den entsprechen­den Mikro­fonar­rays, die zur Lokalisierung der akustis­chen Quellen ver­wen­det wur­den.

 

 

 

 

Die Audio­dat­en wer­den mit der Soft­ware (Stein­berg Cubase Pro 8.5 EDU) aufgenom­men (die Abtast­fre­quenz ist 48 kHz und die Auflö­sung ist 24 bit). Die Audio­dat­en von einem Mikro­fon wer­den in einem Mono-Kanal gespe­ichert. D.h. 64 Audio-Dateien für 64 Mikro­fone. Die Steuerung des Abspie­len der Audio­dat­en zu den Laut­sprech­ern wurde mit der Soft­ware (RME TotalMix) durchge­führt. Die Abbil­dung 8 zeigt den aktuellen Stand des Labors.