ПРОГРАМНЕ МОДЕЛЮВАННЯ АКУСТИЧНИХ КОЛИВАНЬ У ЗАМКНЕНОМУ ПРОСТОРІ
DOI:
https://doi.org/10.32782/IT/2025-1-24Ключові слова:
акустичне моделювання, звукові хвилі, чисельні методи, мікрофонні масиви, локалізація звукових джерел.Анотація
Представлено програмне забезпечення, розроблене для моделювання і аналізу акустичного середовища. Метою є розробка програмного забезпечення моделювання і аналізу складних акустичних процесів у замкнених середовищах і прискорення його роботи за рахунок модульної архітектури, розпаралелювання обчислень та багатопотокової обробки даних при чисельній реалізації граничних задач для рівнянь акустики. Методологія. Використовується модульний підхід щодо розробки архітектури програмного забезпечення. Комп’ютерне моделювання поширення звукових хвиль базується на основах математичної фізики та методах скінченних і граничних елементів для розв’язання рівнянь акустики. Для прискорення роботи застосовуються механізми підтримки паралельних обчислень. Наукова новизна полягає у розробці програмного забезпечення для симуляції звукових хвиль з модульною архітектурою, яка включає крайові задачі для рівнянь акустики, методи їх чисельного аналізу та інтерактивну візуалізацію результатів, з можливістю розпаралелення обчислень під час розв’язання рівнянь математичної фізики. Висновки. Досліджено методи симуляції звукових хвиль. Розроблено програмне забезпечення, у якому особлива увага приділяється локалізації звукових джерел за допомогою мікрофонних масивів і оптимізації алгоритмів для обробки складних акустичних сценаріїв. Представлене рішення орієнтоване на широкий спектр застосувань, включаючи дослідження фізики звуку та проєктування інтелектуальних систем.
Посилання
Scheibler R., Bezzam E., Dokmanic I. Pyroomacoustics: A Python Package for Audio Room Simulation and Array Processing Algorithms. (2017). https://doi.org/10.1109/ICASSP.2018.8461310
Salmon F., Verron Ch., Camier C., Malgrange M. Adaptation and evaluation of Pyroomacoustics for auralization purposes. INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings. 2024. 270. 5906–5917. https://doi.org/10.3397/IN_2024_3660
C. Othmani et al. A review of the state-of-the-art approaches in detecting time-of-flight in roomimpluse responses, Sensors and Actuators: A. Physical, 2024. vol. 374, doi: https://doi.org/10.1016/j.sna.2024.115467
Sanguano D., Lucio Naranjo J., Tenenbaum R., Sampaio-Regattiere G. B. Real-time impulse response: a methodology based on Machine Learning approaches for a rapid impulse response generation for real-time Acoustic Virtual Reality systems. Intelligent Systems with Applications. 2023. 21. 200306. https://doi.org/10.1016/j.iswa.2023.200306
Vairetti G., De Sena E., Catrysse M., Jensen S. H., Moonen M., van Waterschoot T. A Scalable Algorithm for Physically Motivated and Sparse Approximation of Room Impulse Responses With Orthonormal Basis Functions. in IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, 2017. vol. 25, no. 7, pp. 1547–1561, July 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TASLP.2017.2700940
Zhao S., Zhu Q., Cheng E., Burnett I. S. Erratum: A roomimpulse response database for multizone sound field repro-duction (L) [J. Acoust. Soc. Am. 152(4), 2505–2512 (2022)]. 2024. J. Acoust. Soc. Am., 155, 2170.
Zahynailo Ye., Prihodchenko S. Development of localization tools and consideration of basic acoustic localization methods. COMPUTER-INTEGRATED TECHNOLOGIES: EDUCATION, SCIENCE, PRODUCTION. 2024. 160–164. https://doi.org/10.36910/6775-2524-0560-2024-56-20
Prykhodchenko S., Koriashkina L., Shevtsova O., Zahynailo Ye. Conceptual model of the software architecture for processing multisource acoustic signals. Information Technology: Computer Science, Software Engineering and Cyber Security. 2024. № 4.
