Mekaanisten hälytinäänien tunnistaminen

Abstract

Tässä työssä tutkitaan mekaanisia ääniä, tarkemmin erilaisten hälyttimien kuten palohälyttimien, vesihälyttimien ja mukana kannettavien erikoishälyttimien hälytysäänen ominaisuuksia ja miten niitä voitaisiin tunnistaa. Tarkoituksena on näiden perusteella luoda järjestelmä, joka oppii hälyttimien ominaisuuksia ja tunnistaa niiden äänet. Näiden lisäksi tutkitaan miten äänet käyttäytyvät erilaisissa tiloissa ja miten erilaiset materiaalit vaimentavat hälyttimien ääniä. Työ on jaettu kahteen osaan. Ensimmäinen osa on kirjallisuusselvitys, missä käydään läpi hälyttimen äänen analysoinnin kannalta tärkeät teoriat ja menetelmät. Tärkeimpinä alueina ovat äänen tehospektrin luominen ja siitä eri taajuuksien tunnistamista ja äkkinäisen muutoksen havaitseminen signaalissa eli toisin sanoen kovan äänen tunnistaminen. Näiden lisäksi tärkeä osa on hahmontunnistuksella ja miten sen eri menetelmiä voitaisiin käyttää hyväksi hälyttimien tunnistamiseen. Ensimmäiseen osioon kuului myös erilaisten standardien selvittäminen eri hälyttimistä. Näitä löytyi palovaroittimista, joille on hyvin tarkasti määritelty ominaisuudet. Toinen osa on hälyttimien hälytysäänillä tehdyt testit. Ensin jokainen hälytin analysoidaan ja niiden äänen ominaisuudet selvitetään. Näistä selviää mitä ominaisuuksia kannattaa mahdollisesti käyttää äänen tunnistamiseen. Hälyttimiä testattiin myös erilaisissa tilanteissa kuten pihalla, toimistossa ja erittäin kaikuvassa tilassa. Näin saatiin selville miten ääni käyttäytyy ja onko mahdollista selvittää äänen ominaisuuksia kaikkialla. Havaittiin, että äänen tunnistaminen on hankalaa, mikäli kaiku pääsee sotkemaan ääntä liikaa. Testejä tehtiin myös selvittääkseen miten eri materiaalit vaikuttavat hälyttimiin. Testit osoittavat, että ääni vaimenee huomattavasti mutta mikään yksi selkeä taajuusalue ei katoa kokonaisuudessaan. Havaittiin myös, että signaali saattaa heiketä niin paljon, että kovan äänen tunnistamiseen soveltuvat algoritmit eivät välttämättä havaitse sitä. Vaimennustestit tehtiin valkoisella kohinalla ja sinisignaalilla, jonka taajuus nousee koko ajan tasaisesti tiettyyn taajuuteen asti. Hälyttimien käyttäytymistä testattiin myös kylmässä tilassa. Havaittiin, että kova pakkanen saattaa vaikuttaa hälyttimien toimintaan ja se on otettava huomioon.