mast

Tillämpad signalbehandling

Tillämpad signalbehandling

Tillämpad signalbehandling är ett av de mest framgångsrika forskningsområdena vid BTH.

Vår 20 år långa teoretiska och praktiska erfarenhet av forskning inom området har bidragit till nya insikter inom den internationella forskningen samt till nya lösningar inom industrin världen över. Våra kunskaper inom tillämpad signalbehandling har resulterat i cirka 25 patentfamiljer och ett hundratal uppföljningspatent.

Vårt forskningsfokus är mot framtida innovationer för hållbar utveckling av människors hälsa, hem- och arbetsmiljö, produktivitet, produktionskostnader, etc. Vi löser ”riktiga problem på riktigt” i samarbete med näringsliv, institut och offentliga sektor.

Tillämpad signalbehandling är ett mycket brett område vilket även inkluderar systemteknik och mekatronik.

Forskningsinriktning

Idag bedrivs forskning inom bland annat:

• Buller- och vibrationskontroll
• Mönsterigenkänning och klassificering
• Tillståndsövervakning och tillståndsbaserat underhåll
• Reglerteknik
• Förbättrad taluppfattning

 

• Akustiska mätmetoder
• Ljud- och vibrationsanalys samt strukturdynamik
• Distanslaboratorier med fjärrstyrning och fjärrövervakning
• Bildbehandling – förstärkning och mätning av bild- och videokvalitet

 

 

Intervju med forskare

Intervju med Lars Håkansson (2 min)

Lars Håkansson, forskare inom signalbehandling, berättar vad man gör inom forskningsområdet och vad målet med forskningen är.

Exempel på projekt

Förbättring och mätning av bild- och videokvalitet

Projektet är en del av ett stort forskningsområde med målet att uppnå en högre upplevd bild- och filmkvalitet i mobila enheter som t ex mobiltelefoner. Projektet bedrivs inom ramen för några olika delprojekt som beskrivs nedan. Inom samtliga delprojekt måste hänsyn tas till låg datorprestanda och begränsad minneskapacitet.

 

”Fuzzy Logic” inom trådlös kommunikaiton

”Fuzzy logic” (oskarp logik) kan användas när hänsyn måste tas till osäkerhet och tvetydighet vid modellering av system och situationer. Det kan handla om fall där man inte har eller har svårt att få fram alla faktorer som behövs för att lösa ett problem. Det vanliga är att oskarp logik används i metoder för att lösa svåra förutsättningar som icke-linjäritet och tidsvarians.

”Fuzzy logic” och mer avgränsat, ”fuzzy control” handlar vanligen om att mänsklig expertis byggs in i ett regelbaserat sammanhang. Det kan emellertid vidgas till att inbegripa inlärningsalgoritmer för att ta fram oskarpa styrningsparametrar från provdata. Dessa parametrar kan tas fram genom att kombinera oskarp logik med mjuka programmeringsområden som t ex neuronnät, evolutionär programmering etc.

 

Mönsterigenkänning

Mönsterigenkänning (PR = Pattern Recognition) är ett område där man undersöker möjligheter för maskiner att tolka och kategorisera mönster i omvärlden. Det finns ett stort behov av teoriutveckling och praktiska metoder inom området. Det laborativa forskningsarbetet (PRL = Pattern Recognition Lab) är inriktat på att utveckla nya och förbättrade algoritmer för att analysera mönster som samlats in från sensorer. Det vanliga sättet att lösa mönsterigenkänningsproblem är att genomföra tre steg efter att informationen nått sensorn: förbehandling, egenskapsextraktion och klassificering. De mönsterigenkänningssystem som vi arbetar med tar vanligen emot data från sensorer i digital form, t ex digitala bilder.

 

Ekosläckning

Syftet med projektet är att förbättra ljudkommunikationen i enheter för nätkonferenser. En vanlig konferensenhet består av en eller flera högtalare och minst en mikrofon. Ljudet som kommer från den mest avlägsna punkten i telefonnätet når rummet genom högtalaren. Mikrofonen används för att förmedla ljudet från människorna i rummet. Idealet vore att ljudet som kommer genom högtalaren är identiskt med ljudet som kommer längst bortifrån och att mikrofonen endast återger ljudet från människorna i rummet.

Idealet är lätt att beskriva men verkligheten ställer till med flera problem. De orsakas av både fysiska och tekniska faktorer som direkt eller indirekt påverkar de ideala förhållandena. Faktorerna kan delas in i följande kategorier: akustiskt eko, linjeeko, akustiskt buller och rumsefterklang.

 

VISIR – ett fjärrstyrt laboratorium

VISIR syftar till att bilda en grupp av samarbetande lärosäten och andra organisationer, ett VISIR-konsortium, för att skapa mjukvara med öppen källkod för nätlaboratorier och/eller för att inrätta nätlaboratorier. Under senare år har laborationerna minskat i antal inom ingenjörsutbildningarna. Antalet studenter har generellt sett ökat men personalen och finansieringen har minskat. VISIR har kommit till för att åstadkomma en hållbar utveckling inom såväl utbildningssystemet som näringslivet. Genom att ge alla överallt tillgång till experimentutrustning och nya redskap blir införandet och marknadsföringen av nya utbildningsresurser mer effektiv. VISIR skapar möjligheter för att utveckla konkurrenskraftiga aktörer på den globala utbildningsmarknaden och är inriktat på att skapa mjukvara med öppen källkod för nätlaboratorier.

 

Buller- och vibrationsstyrning

Forskningsgruppen vid BTH arbetar med att utveckla en billig hybridljuddämpare som har en modulbaserad systemutformning och ett styrsystem av feedforwardtyp som motsvarar ventilationsföretagens krav. Den modulbaserade hybridljuddämparen utgår från standarddelar av ventilationsrör och passiva ljuddämpare, vilket är en fördel för tillverkarna. Den modulbaserade utformningen ger en mycket flexibel ljuddämpare där den aktiva delen kan kombineras med olika typer av passiva ljuddämpare samt cirkelformade och kvadratiska rörledningar. Här kan den passiva ljuddämparen anpassas till den specifika styrningssituationen. Även högtalaren och mikrofonerna är enkelt åtkomliga utanför rörledningen, vilket gör systemet enkelt att hantera. Den flexibla utformningen är unik för billiga hybridljuddämpare och ljuddämpare av denna typ har inte tidigare beskrivits i forskningen. Ett forskningsområde inom den aktiva styrningen av ljud i ledningar är inriktat på styrningen av högnivåljud. För att styra högnivåljud krävs ett aktivt bullerstyrningssystem med flera kanaler som bygger på flera högtalare och felsensorer. Den pågående forskningen inom algoritmutveckling är bland annat inriktad på att spåra snabbt föränderliga ljudegenskaper och att minska styrningssystemets beräkningsbelastning med målet att kunna hantera ett stort antal högtalare och felsensorer för att effektivt kunna styra högnivåljuden.