Lokalisasi Suara Menggunakan FPGA Berbasis Komputasi Stokastik

Komputasi stokastik adalah teknik komputasi digital alternatif yang tidak menggunakan representasi bilangan digital dalam bentuk biner, melainkan memanfaatkan representasi bilangan stokastik. Tujuannya adalah penyederhanaan rangkaian komputasi, di mana komputasi bisa dilakukan menggunakan gerbang logika dasar.. Pada aplikasi-aplikasi tertentu, komputasi stokastik menunjukkan tingkat toleransi error yang tinggi namun tetap memberikan hasil yang lebih memuaskan dibandingkan metode komputasi biner konvensional yang mengharuskan tingkat error pada data yang sangat rendah untuk memberikan pembacaan yang akurat. Dalam tugas akhir ini, teknik berbasis komputasi stokastik dieksplorasi dan diimplementasikan untuk aplikasi sistem detektor arah suara. Output dari sistem yang dibuat adalah lokalisasi suara dengan penggunaan rangkaian komputasi stokastik yang lebih sederhana dari sistem komputasi biner. Dengan begitu, dapat dimungkinkan untuk menempatkan rangkaian ini tanpa memakan terlalu banyak tempat, mengingat kompleksitas rangkaian yang jauh lebih rendah dari sistem lokalisasi suara yang sudah ada. Salah satu fitur kunci yang akan dikonversi pada tugas akhir ini adalah konsep pengukuran selisih waktu kedatangan sinyal audio (interaural time difference, ITD). Sistem komputasi untuk ITD dapat memanfaatkan cross-correlation. Hasil dari cross-correlation akan dimasukkan pada proses time-delay analysis agar dapat ditemukan delay antara kedua sinyal input. Hasil yang didapatkan untuk cross-correlation memiliki hasil yang cukup konsisten. Dengan hasil cross-correlation tersebut, didapatkan pergeseran dan delay sinyal yang masuk pada kedua input. =============================================================================================================================== Stochastic computation is an alternative digital computation technique that does not use representation of digital numbers in binary form, but utilizes stochastic number representations. The goal is to simplify the computational circuit, where computation can be done using basic logic gates. In certain applications, stochastic computation shows a high level of error tolerance but still gives more satisfying results than conventional binary computation methods that require very low error rates in order to provide accurate readings In this final project, stochastic computation based techniques are explored and implemented for sound localization applications. The output of the system created is a sound direction localization with the use of a simpler stochastic computation circuit than a binary computing system. That way, it can be possible to place this circuit without consuming too much space, given the complexity of the circuit is much lower than the existing sound localization system. One of the key features that will be converted in this final project is the concept of measuring the difference in arrival time of audio signals (interaural time difference, ITD). The computing system for ITD can utilize the cross-correlation. The results of the cross-correlation will be processed in time-delay analysis so that delay can be found between the two input signals. The results obtained for the cross-correlation have fairly consistent results. With the results of the cross-correlation, a shift and delay signal can be computed from both inputs