1.4 Một số kết quả nghiên cứu về định vị nguồn âm sử dụng nguyên lý
1.4.1 Các nghiên cứu liên quan tới phát hiện sự kiện âm thanh
Phát hiện sự kiện âm thanh là bước đầu tiên nhằm định vị chính xác một nguồn âm, bước này đảm bảo xác định đúng nguồn âm cần định vị tránh bỏ sót hoặc định vị các nguồn âm khơng cần thiết. Những nghiên cứu ban đầu về vấn đề này sử dụng đặc trưng biên độ tín hiệu, đây là một giải pháp tiếp cận hiệu quả trong việc định vị nguồn ô nhiễm tiếng ồn hoặc phát hiện hỏng hóc máy
móc [61]. Tuy nhiên khi cần định vị một nguồn âm cụ thể tại các khoảng cách khác nhau, các nghiên cứu dựa trên đặc trưng biên độ không mang lại hiệu quả cao [63].
Với những nguồn âm cụ thể, sử dụng tương quan tín hiệu là một giải pháp hiệu quả [7], tuy nhiên khi cự ly định vị xa, tín hiệu chịu ảnh hưởng của nhiễu và tạp âm, khi đó hiệu quả của phương pháp tương quan tín hiệu bị suy giảm.
Những năm gần đây với sự phát triển của công cụ học máy (Machine Learning - ML), kỹ thuật phát hiện sự kiện âm thanh sử dụng ML được áp dụng rộng rãi. Điển hình là các hệ thống sử dụng mơ hình hỗn hợp Gauss và Markov ẩn [41], sử dụng mạng Neural tích chập (Convolutional Neural Networks-CNN) [64] [48], mạng Neural hồi tiếp (Recurrent Neural Networks-RNN) [45] [6]. Tuy vậy, khơng có nhiều nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phát hiện sự kiện âm thanh trong bài toán định vị nguồn âm. Mặt khác để phát triển công cụ học máy nhằm phát hiện sự kiện âm thanh địi hỏi số lượng mẫu tín hiệu đủ lớn để huấn luyện hệ thống, đây là yêu cầu tương đối khó khăn để xây dựng được các bộ thư viện hồn thiện cho nhiều loại âm thanh đặc biệt cần định vị.
Mỗi một phương pháp phát hiện sự kiện âm thanh đều có những ưu và nhược điểm khác nhau. Đối với ứng dụng định vị nguồn âm, việc xác định chính xác sự kiện âm thanh là tiền đề nhằm vị chính xác nguồn âm, do đó địi hỏi q trình này phải được xử lý nhanh, đảm bảo tính thời gian thực của hệ thống. Mặt khác với lợi thế sử dụng nhiều cảm biến âm thanh để thu tín hiệu, việc phân tách các âm thanh chồng chéo thành các âm thanh độc lập trở nên dễ dàng hơn. Đây là một lợi thế của hệ thống đa cảm biến, cần áp dụng những phương pháp xử lý tín hiệu phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả định vị cho hệ thống.