Interaksi Manusia dan Komputer

Array Microphone

Di Susun Oleh :Ahmad Kurniawan20112450 / 2KB02

FAKULTTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS GUNADARMA

JAKARTA 2014/2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT yang maha

pemurah dan maha penyayang yang telah memberikan kita berbagai macam

kenikmatan, sehingga aktifitas hidup yang kita jalani ini akan selalu membawa

keberkahan, baik kehidupan di alam dunia ini, lebih-lebih lagi pada kehidupan

akhirat kelak, sehingga semua cita-cita serta harapan yang ingin kita capai

menjadi lebih mudah dan penuh manfaat.

Terima kasih kepada oarang tua penulis yang telah membesarkan penulis

dari dalam kandunang selama kurang lebih sembilan bulan hingga dilahirkan dan

dibesarkan mulai dari bangku SD, SMP, SMA dan sampe sekarang duduk di

sekolah tinggi univrsitas semoga apa yang beliau lakukan kepada penulis

mendapat balasan didunia maupundi akhirat kelak.

Sebelum dan sesudahnya penulis ucapkan kepada MOHAMMAD IQBAL

selaku Dosen Universitas Gunadarma yang telah membingbing penulis menyusun

makalah ini serta teman-teman sekalian yang telah membantu, baik bantuan

berupa moril maupun materil, sehingga makalah ini terselesaikan dalam waktu

yang telah ditentukan.

Penulis menyadari sekali, didalam penyusunan karaya ilmiah ini, baik dari

segi tata bahasa maupun dalam hal pengkonsolidasian kepada dosen serta teman-

teman sekalian, yang kadangkala hanya menturuti egoisme pribadi, untuk itu

besar harapan saya jika ada kritik dan saran yang membangun untuk lebih

menyempurnakan makalah penulis dilain waktu.

Harapan penulis yang paling besar dari penyusunan makalah ini ialah,

mudah-mudahan apa yang penulis susun ini penuh manfaat, baik untuk pribadi,

teman-teman, serta orang lain yang ingin mengambil atau menyempurnakan lagi

atau mengambil hikmah dari judul ini (Array Microphone) sebagai tambahan

dalam menambah referensi yang telah ada.

Depok,9 April 2014

Hormat dan wassalam penulis,

2Array Microphone

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...........................................................................................2

DAFTAR ISI ..........................................................................................................3

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang ...................................................................................................4

1.2 Tujuan ...............................................................................................................4

BAB II PEMBAHSAN

2.1 Microphone Array .............................................................................................5

2.2 Processing Fundamentals Array ........................................................................7

3.2 Microphone .......................................................................................................8

3.3 Prinsip Kerja pada Array Microphone ..............................................................9

3.4 Software yang digunakan Mikrofon Array Beamforming ................................9

3.5 Contoh aplikasi pada Penentuan Lokasi Pembicara dengan Pembentuk Berkas Mengunakan Microphone Array ..............................................................10

BAB III

3.1 Kesimpulan .....................................................................................................15

DAFTAR PUSTAKA

3Array Microphone

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Dengan seiringnya zaman kemajuan teknologi sekarang begitu cepat

sesuai dengan kebutuhan manusia. Contohnya Microphone Array merupakan

suatu teknologi moderen zaman sekarng yang berfungsi sebagi alat yang

memudahkan pekerjaan manusia, alat ini bekerja sebagai sensor atau sistem untuk

pengolahan suaara yang di ambil dari user yang akan diproses oleh beberapa

microphone dan perangkat lainnya berupa perangkat lunak (software) maupu

perangkat kerasnya (hadwere).

1.2 Tujuan

Adapun Makalah ini di buat dengan tujuan untuk lebih memperdalam ilmu

pengetahuan dalam teknologi zaman sekarang tentang Array Microphone, dimana

system tersebut mempunyai beberapa perangkat lunak (software) maupun

perangkat keras (hadwere).

4Array Microphone

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Microphone Array

Microphone array merupakan proses penyaluran suara dengan

menggunakan banyak mikropon yang penempatan letaknya berbeda-beda.

Keuntungan dari penggunaan microphone array adalah memungkinkan pengguna

untuk terbebas dari penggunaan mikropon yang harus dibawa kemana-mana

(hands-free), Menghasilkan suara yang bersih yang terbebas dari gangguan dan

juga menghasilkan suara yang nyaring. Terdapat banyak aplikasi pada

microphone array, diantaranya :

Sistem untuk pengolahan suara dari ambient noise (telephones, speech

recognition systems, hearing aids)

Surround sound dan related technologies

Penentuan lokasi objek dengan suara : acoustic source localization,

biasanya digunakan oleh militer untuk menentukan lokasi sumber dari

pasukan meriam, tracking lokasi pesawat induk.

Untuk tracking objek pada robot.

sebagai penentu lokasi sumber suara pada industri pesawat udara. Dimana

pengukuran digunakan untuk menyediakan informasi mengenai sumber

kebisingan suara mesin dan badan pesawat.

Contoh gambar array microphone

5Array Microphone

\

Gb 1. microphone

Gb2. Linier array microphone

Gb3.array microphone

6Array Microphone

2.2 Processing Fundamentals Array

array melibatkan penggunaan beberapa sensor untuk menerima atau

mengirimkan sinyal dilakukan dengan menyebarkan gelombang. Array sensor

memiliki aplikasi dalam keragaman bidang, seperti sonar, radar, seismologi, radio

astronomi dan tomografi. Fokus dari artikel ini, adalah penggunaan array

mikrofon untuk menerima sinyal akustik, atau lebih khusus, sinyal suara.

Sedangkan penggunaan array sensor untuk pengolahan pidato adalah daerah yang

relatif baru penelitian, teori dasar mapan seperti yang umum untuk semua array

sensor, yang didasarkan pada teori perambatan gelombang. Secara umum, array

sensor dapat dianggap sebagai versi sampel dari lubang terus menerus, dan

Prinsip-prinsip yang mengatur operasi mereka paling baik dipahami dalam

konteks ini. Dengan pemikiran ini, bagian ini berupaya untuk mengembangkan

prinsip-prinsip pengolahan array dengan membahas bidang utama

• propagasi gelombang

Gelombang suara merambat melalui cairan sebagai gelombang

longitudinal. Molekul-molekul dalam cairan bergerak kembali dan

sebagainya dalam arah propagasi, daerah penghasil kompresi dan

ekspansi

• lubang terus menerus

digunakan untuk merujuk kepada tata ruang wilayah yang

memancarkan atau menerima gelombang merambat. A transmisi

aperture disebut sebagai aperture aktif, sedangkan aperture

menerima dikenal sebagai pasif aperture. Sebagai contoh, di optik,

sebuah aperturemay menjadi sebuah lubang di layar buram, dan

dalam elektromagnetik mungkin antena elektromagnetik. Dalam

akustik, aperture adalah transduser electroacoustic yang mengubah

sinyal akustik menjadi sinyal listrik (mikrofon), atau sebaliknya

(loudspeaker).

7Array Microphone

• array sensor diskrit.

Sebuah array sensor dapat dianggap sebagai versi sampel dari

aperture terus menerus, di mana aperture hanya bersemangat di

sejumlah terbatas titik diskrit. Seperti setiap elemen sendiri bisa

dianggap sebagai aperture terus menerus, respon keseluruhan array

dapat ditentukan sebagai superposisi dari masing-masing respon

sensor individu. Ini superposisi dari respon sensor menghasilkan

respon array mendekati setara (sampel) aperture terus menerus.

3.2 Microphone

Mikrofon (bahasa Inggris: michrophone) adalah suatu jenis tranduser

yangmengubah energi-energi akustik (gelombang suara) menjadi sinyal

listrik.Mikrofon merupakan salah satu alat untuk membantu komunikasi manusia.

Mikrofondipakai pada banyak alat seperti telepon, alat perekam, alat bantu

dengar, danpengudaraan radio serta televisi.

Istilah mikrofon berasal dari bahasa Yunani mikros yang berarti kecil

danfon yang berarti suara atau bunyi. Istilah ini awalnya mengacu kepada

alatbantu dengar untuk suara berintensitas rendah. Penemuan mikrofon sangat

pentingpada masa awal perkembangan telepon. Pada awal penemuannya,

mikrofon digunakanpada telepon, kemudian seiring berkembangnya waktu,

mikrofon digunakan dalampemancar radio hingga ke berbagai penggunaan

lainnya. Penemuan mikrofon praktissangat penting pada masa awal perkembangan

telepon. Beberapa penemu telahmembuat mikrofon primitif sebelum Alexander

Graham Bell.

Mikrofon digunakan pada beberapa alat seperti telepon, alat perekam,

alatbantu dengar, pengudaraan radio serta televisi, dan sebagainya. Pada

dasarnyamikrofon berguna untuk membuat suara yang berintensitas rendah

menjadi lebihkeras. Pemilihan mikrofon harus dilakukan dengan lebih hati-hati.

Hal inidilakukan untuk mencegah berkurangnya kemampuan mikrofon dari

performa yangoptimal. Agar lebih efektif, mikrofon yang digunakan haruslah

seimbang antarasumber suara yang ingin dicuplik, misalnya suara manusia, alat

musik, suarakendaraan, atau yang lainnya dengan sistem tata suara yang

8Array Microphone

digunakan sepertisound sistem untuk live music, alat perekaman, arena balap GP

motor, dansebagainya.

3.3 Prinsip Kerja pada Array Microphone

Prinsip kerja array microphone menjelaskan tipe transducer yang berada

didalam microphone tersebut. Transducer adalah sebuah alat yang dapat

mengubahenergi dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Dalam kaitannya dengan

microphone,transducer mengubah energi akustik (suara) mernjadi energi

listrik. Menurutcara kerjanya, ada banyak tipe microphone, seperti: dynamic,

condenser, ribbon,crystal, carbon, dsb. Namun, ada dua tipe yang paling umum

digunakan, yaitu:dynamic dan condenser.

3.4 Software yang digunakan Mikrofon Array Beamforming

Alat ini mensimulasikan respon arah dan frekuensi dua mikrofon endfire

atau array mikrofon selebaran. Perangkat lunak ini dapat digunakan terbaik

sebagai pendamping interaktif untuk aplikasi catatan AN-1140: Mikrofon Array

Beamforming. Anda dapat menggunakan ini untuk mensimulasikan kinerja array

9Array Microphone

sebelum membangun perangkat keras dan menerapkan algoritma beamforming

dalam prosesor.

Downloading and Installing

persyaratan:

PC Windows

Matlab atau Matlab Compiler Runtime (R2012a atau yang lebih baru) Mikrofon Beamforming alat Array dapat didownload buat versi 64-bit dan versi 32 bit

3.5 Contoh aplikasi pada Penentuan Lokasi Pembicara dengan

Pembentuk Berkas Mengunakan Microphone Array

A. Kasus

• Bagaimana mengaplikasikan microphone array dalam suatu

ruangan yang tertutup?

• Bagaimana menghitung nilai time delay dari

sinyal yang diterima oleh dua mikropon pada jarak tertentu?

• Bagaimana menentukan lokasi pembicara dengan beamforming

menggunakan microphone array?

Gamabar latar belakang pada kasus

Gb4.latar blakang

10Array Microphone

B. Penjelasan

1. Microphone Array (1)

Terdiri dari beberapa sensor mikropon yang didistribusikan secara spatial.

Gb5.array microphone secara spatial

2. Microphone Array (2)

Beberapa aplikasi microphone array, antara lain:

oSistem untuk pengolahan suara dari ambient noise

oSurround sound yang terkait di bidang teknologi

oPenentuan lokasi objek dengan suara : acoustic source

localization(contoh: dalam militer, robot)

oKetepatan proses rekaman dari suara yang asli Voice Activity

Detector (VAD).

3. Cross Correlation

Pemrosesan dua sinyal dari mikropon 1 dan mikropon 2 untuk menentukan nilai time delay dari keduanya.

Rx1x2 (p)=E [X1(k)X2(k + p)]

Dimana Rx1x2(p) = hasil cross correlationX1(k) = sinyal 1 ( sinyal yang diterima

mikrophone 1)X2(k + p) = sinyal 2 ( siyal yang diterima

mikrophone 2)

11Array Microphone

Menentukan time delayT12 = arg maxrx1x2(p)

4. Beamforming

• Suatu pembentukan berkas agar didapat bentuk beam yang lebih

sempit atau lebih runcing

• Keutamaan : mampu mengolah array dengan memusatkan

kemampuan array guna menangkap sinyal pada arah tertentu.

• Tujuan : mendeteksi sinyal yang datang, memberikan estimasi

arah atau direction of arrival (DOA), serta meningkatkan level

sinyal yang berkurang akibat noise, competing source.

Gb6. Perkiraan lokasi sumber suara

5. Delay and Sum Beamformer

• Salah satu metode Beamforming

• Memperkuat sinyal yang datang dan mereduksi noise yang tidak

diharapkan

xi(t)=x1(❑❑t−( i−1) d cosθc )

dimana, c = sound velocity (342 m/s)

i = index microphone

12Array Microphone

d = jarak antar mikropon

6. Perencanaan dan Implementasi System (1)

Desain Sistem yang akan dibangun dalam penelitian.

Gb7.desain

7. Perencanaan dan Implementasi Sistem (2)

Penentuan posisi mikropon

13Array Microphone

Gb8.disein sistem

Konfigurasi Mikropon dan Speaker dalam percobaan diatur dengan

mengubah d1 dan d2

8. Blok DiagramSistem

14Array Microphone

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dapat disimpulkan bahwa kemajuna teknologi zaman sekarang sangat

cepat berkembang sesuai dengan kebutuhan manusia, dengan salah

satunya Array Microphone suatu perangkat keras (hadwere) dan perngkat

lunak (softwere)

Metode beamforming dalam makalh ini dapat membantu pendeteksian lokasi pembicara dengan penyimpangan sudut (error) kecil pada jarak mendekati 100 cm

15Array Microphone

DAFTAR PUSTAKA

Ningtyas Widya Rena.”(Beamforming)

Menggunakan Microphone Arrayi” nstitut teknologi sepuluh november.

Huawei Technologies Co., Ltd. 2009

http://dewo.wordpress.com/2006/04/04/pembangkit-listrik-tenaga-suara/

16Array Microphone