شکل دهی پرتو در شبکه های حسگر صوتی ad-hoc

بهسازی گفتار یکی از شاخه های مهم پردازش گفتار است. امروزه با تنوع در کاربردهای پردازش گفتاری و وجود عوامل بسیار در تخریب سیگنال، امر بهسازی و بهبود کیفیت سیگنال گفتار از اهمیت زیادی برخوردار شده است. به عنوان یکی از روش های بهسازی (چندکاناله) گفتار، شکل دهی پرتو مطرح گردیده که با استفاده از آرایه های میکروفونی صورت می پذیرد. با توجه به محدودیت های موجود در نحوه چینش میکروفون ها، پنجره ای به سوی بحث آرایه های میکروفونی با چیدمان نامنظم (ad-hoc) گشوده شده است. هدف اصلی این پایان نامه، بررسی راهکارهایی برای شکل دهی پرتو در آرایه های میکروفونی ad-hoc است. با توجه به عدم شناخت نسبت به مکان و چینش میکروفون ها و همچنین پراکنده بودن میکروفون ها در محیط، ایده خوشه بندی میکروفون ها در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته و برای میدان های نویزی متفاوت، روش های مختلفی برای خوشه بندی پیشنهاد شده است. برای حالت میدان نویزی پخشنده، توجه به تابع همدوسی میدان نویزی پخشنده و همچنین انرژی سیگنال های دریافتی از منابع مختلف، از پایه های روش پیشنهادی برای خوشه بندی است. در این حالت، با در نظر گرفتن مدل تابع همدوسی نویز پخشنده به عنوان معادله داده گوس-مارکف و استفاده از فیلتر کالمن، فاصله های بین میکروفونی تخمین زده شده و بر اساس این فاصله ها، خوشه بندی صورت می گیرد. برای حالت میدان نویزی جهتی (غیرپخشنده) نیز بر اساس انرژی منابع موجود در محیط روشی برای خوشه بندی پیشنهاد شده است. سعی شده روش خوشه بندی پیشنهادی برای شرایط نویز جهتی، برای تمامی میدان های نویزی قابل بکارگیری باشد. در ادامه، ساختار جدیدی برای شکل دهنده پرتو gsc نیز پیشنهاد شده که با دادن نقش مختلف به هریک از خوشه های میکروفونی، عملکرد سیستم بهسازی گفتار را ارتقا می بخشد. بررسی نتایج نشان می دهد که در بعضی از حالت ها، استفاده از یک خوشه در مقایسه با بهره گیری از تمام میکروفون ها نتیجه بهتری را به دنبال داشته که این خود، حاکی از دستاوردی اضافه در فرایند خوشه بندی است. این دستاورد، کاهش تعداد میکروفون های استفاده شده در بهسازی گفتار می باشد که منجر به کاهش پیچیدگی و حجم محاسبات (در عین افزایش کیفیت خروجی) می شود.