بهسازی سیگنال آلوده به انعکاس با استفاده از پردازش های زمان- فرکانس

در یک تعریف کلی بهسازی گفتار، تلاش برای بهبود عملکرد سیستم های ارتباط گفتاری است. انعکاس عامل مخربی است که به خاطر وابستگی به سیگنال، کار مهندسان پردازش گفتار را برای بهسازی سیگنال سخت کرده است. در این پژوهش، روش های بهسازی سیگنال گفتار آلوده به انعکاس بررسی شده است. پژوهش های مورد بررسی، شامل سیگنال انعکاسی تک یا چند کاناله هستند ولی سیگنال مورد بحث این گزارش، سیگنال دریافتی از یک کانال است. این کانال، شامل میکروفونی است که در محیطی بسته و در فواصل مختلفی از گوینده قرار دارد. در روش های پیشنهادی از تبدیل موجک و پردازش های هر دو حوزه زمان/ فرکانس استفاده شده است. اولین روش پیشنهادی که بهبود یافته بهترین الگوریتم موجود است، به دنبال ارائه روش جدیدی برای وزن دهی به مولفه های وابسته به تارهای صوتی حنجره است و این کار با استفاده از ضرایب کپسترال مبتنی بر معیار مل (که حاوی فیلتر بانک هایی مشابه سیستم شنوایی انسان هستند) و ضرایب ناهمبسته آنالیز پیش بینی خطی در حوزه فرکانس، انجام شده است. در این روش مکان یابی لحظه های تحریک حنجره با دقت بیشتری نسبت به روش های پیشین صورت گرفته است. تمرکز اصلی این گزارش بر روی دومین الگوریتم پیشنهادی است و ایده اصلی آن، مشکل موجود در روش تفریق طیفی است که یکی از روش های اصلی برای بهسازی سیگنال انعکاس در حوزه فرکانس است ولی با مشاهده طیف نگاشت سیگنال تفریق طیفی شده ، کماکان هم پوشانی ناشی از انعکاس، بین فریم هایی از سیگنال موجود است. به همین دلیل در این پژوهش با هدف کاهش اثر این تداخل، به بهبود تفریق طیفی پرداخته و این کار با تعیین فریم های سکوت سیگنال آلوده، و تخمین انعکاس از این فریم ها حاصل شده است. سپس برای به روز رسانی الگوریتم تفریق طیفی و بهبود آن، به تغییر پارامتر ، که در محاسبه تابع بهره طیفی موثر است پرداخته شده که این کار متناسب با میزان سیگنال به انعکاس هر فریم انجام شده است. در حالی که در کارهای پیشین ضریبی ثابت برای این متغیر تعریف شده است. در این پژوهش، از سیگنال های صوتی تمیز موجود در پایگاه داده timit و پاسخ ضربه ای که از میکروفون موجود در اتاق بسته، که در فواصل 50،100،200،300 سانتی متری از گوینده ضبط شده، استفاده شده است و سیگنال انعکاسی با کانولوشن پاسخ ضربه اتاق با سیگنال تمیز بدست آمده است. معیار ارزیابی مورد استفاده در این گزارش نیز، معیار سیگنال به انعکاس محلی است. نتایج شبیه سازی بیان گر کارایی بالای روش پیشنهادی نسبت به روش های موجود است. به طوری که برای سیگنالی با میزان سیگنال به انعکاس 9.12- دسی بل، با کمک الگوریتم اول 2.55- و با کمک الگوریتم دوم 0.875- دسی بل حاصل شده است در حالی که بهترین الگوریتم موجود بهبودی به میزان 3.9- دسی بل داشته است و افزایش مقدار سیگنال به انعکاس حاصل شده، بهبود قابل توجهی برای سیگنال آلوده به انعکاس است.