Escenarios acústicos con SNR negativo

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Para todos los ingenieros en ejercicio:

  • ¿Dónde has encontrado un SNR negativo?
  • ¿Qué tan negativo, en dB, fue o se estimó?
  • ¿Dónde esperarías encontrar un SNR negativo?

Nota: También cuento las señales de interferencia como ruido, por lo que SNR también puede incluir SIR.

En mi propia experiencia, he visto SNR negativos en las comunicaciones de automóviles. Hay ruido de la carretera, así como interferencias de música y multiconversadores. También lo he visto en la salida de teléfonos celulares. El ruido del viento a veces puede plantear un problema importante allí, así como la gran cantidad de interferencias en el modo de altavoz.

El tío
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Buena pregunta. Un poco suave, pero interesante.
jojek
@jojek De hecho, es bastante suave, pero tengo curiosidad. Principalmente trabajo en audio, con solo unos años en mi haber, por lo que mi experiencia es algo limitada.
The Dude el
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Los algoritmos que son sensibles a las "formas de onda" no pueden funcionar con éxito a bajas SNR, sin mencionar siquiera lo negativo. Pero cuando son sensibles a la frecuencia, como un sistema de FM, tolerarán más ruido aditivo y, por lo tanto, reducirán las SNR. Y, de hecho, ciertos algoritmos como los "detectores", basados ​​en el paradigma de filtrado coincidente, seguirán funcionando con éxito en condiciones negativas de SNR, por supuesto, hasta un límite.
Fat32

Respuestas:

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He escuchado rumores de que la medición de la respuesta al impulso de la sala acústica secreta se realiza durante los conciertos. Necesitaría a las personas en la sala si desea utilizar la respuesta de impulso para la reverberación artificial y no desea que la sala suene demasiado eco como si no hubiera nadie en ella. Tal como se recibe en el micrófono, la señal sería una señal de prueba bastante silenciosa, y la música, los sonidos de las personas y el ruido del equipo serían el ruido . Debido a que la respuesta al impulso en la práctica dura solo unos segundos, se puede usar una señal de prueba repetitiva. La grabación se acumularía en un búfer circular. Debido a que el ruido tiene una correlación promedio de cero con lo que ya se ha registrado en el búfer, su amplitud cuadrática media aumentará en promedio a medida queN para N ciclos de grabación, mientras que la amplitud cuadrática media raíz de la señal crecerá a medida que N. Al final de la sesión, la deconvolución se usa para obtener de la respuesta de la señal de prueba a la respuesta al impulso. Para una señal de prueba espectralmente plana, como una secuencia de longitud máxima (MLS), es suficiente convolverse con el reverso de la señal de prueba. Para un búfer deM puntos de muestra la ganancia de deconvolución es M para la señal y Mpor el ruido Combinando las ganancias de la repetición y la deconvolución y asumiendo una frecuencia de muestreo de 44.1 kHz, obtenemos un tiempo de grabaciónt diferencia de ganancia dependiente de 20log10(44.1 kHz × t44.1 kHz × t) dB entre los dos:

ingrese la descripción de la imagen aquí
Figura 1. Ganancia de la relación señal / ruido (SNR) para la medición de la respuesta al impulso de la habitación en función del tiempo de grabación.

Adivinando algunos números para un escenario "fácil", si comenzamos con la señal a un nivel de presión sonora (SPL) de 30 dB y el ruido a 60 dB SPL, que es una SNR inicial de -30 dB, en 1 hora de grabación, obtenga una SNR de 52 dB, que crece muy lentamente después de eso, en 10 dB por cada 10 veces de aumento del tiempo de grabación. 52 dB ya es útil para la reverberación artificial.

Olli Niemitalo
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Creo que Manfred Schroeder en.wikipedia.org/wiki/Manfred_R._Schroeder solía hacer esto durante una conferencia sobre la medición de las respuestas de impulso de la sala en Goettingen. Sin embargo, no funciona muy bien: para que esto funcione, la respuesta al impulso debe ser realmente invariable en el tiempo e incluso pequeñas variaciones en la presión del aire ambiente, la temperatura o la humedad del aire, las personas en movimiento, etc. disminuirán significativamente la SNR ganancia
Hilmar
@Hilmar Esas cosas definitivamente mancharán los reflejos, pero no sé cuánto agregan a un piso de ruido.
Olli Niemitalo
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Altavoces y cosas como Amazon Echo. La música del Echo en el micrófono es probablemente 20 dB más o menos alta que la voz que intenta captar.

Hilmar
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Este es un escenario bastante interesante. Me pregunto cómo lo resuelven ... ¿Sabes?
The Dude
Se trata principalmente de cancelación de eco adaptativa multibanda con enlace espectral cruzado. Obviamente es de propiedad exclusiva
Hilmar