OBIETTIVI FORMATIVI

The course, after a few elements of underwater acoustics, describes the theory and techniques for the processing of signals produced or received by arrays of transducers. Special emphasis is given to image generation. An overview of some important applications is provided, including sonar systems, medical ultrasound, and microphone arrays

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Fornire conoscenze generali sull’acustica subacquea e specifiche sui metodi di elaborazione spaziale dei segnali, vale a dire, di elaborazione dei segnali emessi o ricevuti da schiere di trasduttori. Illustrare i principi di funzionamento degli apparati che utilizzano schiere (sonar, radar, ecografia).

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni in aula

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione all’array signal processing: scopi, tecniche e applicazioni.

Segnali acustici: principi di acustica subacquea e di sistemi sonar attivi. Necessità di elaborazione spazio-temporale dei segnali.

Array signal processing indipendente dai dati. Il beamforming quale filtro spaziale. Schiere lineari e planari. Il beam pattern. L’array gain e l’indice di direttività. Il digital beamforming orientato all’imaging: tecniche e sistemi. Aspetti legati al campo vicino e alla banda larga. Implementazioni del beamforming: nel dominio del tempo e della frequenza. Imaging tridimensionale. Stima dei carichi computazionali. Beamforming superdirettivo e sintesi di un filter&sum beamformer.

Funzionamento di apparati che usano schiere per la generazione di immagini acustiche.

Cenni all’array signal processing dipendente dai dati.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• H.L. Van Trees, Optimum Array Processing. Part IV of Detection, Estimation, and Modulation Theory, John Wiley and Sons, New York, 2002
• J. Johnson, D. Dudgeon, Array Signal Processing - Concepts and Techniques, Prentice Hall, 1993
• R.O. Nielsen, Sonar Signal Processing, Artech House, 1991
• V. Murino, A. Trucco, "Three-Dimensional Image Generation and Processing in Underwater Acoustic Vision, " The Proceedings of the IEEE, vol. 88, pp. 1903-1946, December 2000.
• X. Lurton, An Introduction to Underwater Acoustics, Principles and Applications, Springer-Praxis, 2002.