Адаптивные компенсаторы помех - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала

Этот класс методов цифровой обработки зашумленных сигналов основан на использовании, помимо собственно зашумленного сигнала, который подлежит очистке, также одного или нескольких опорных сигналов - сигналов, которые коррелированны с шумовым сигналом и некоррелированные (или слабо коррелированные) с полезным сигналом, подлежащим выделению. С помощью опорных сигналов формируется сигнал, который является оценкой помехи. Этот сигнал затем вычитается из зашумленного сигнала и результат этой операции рассматривается как оценка не зашумленного сигнала.

На рис. 1.5. представлена схема адаптивного компенсатора помех, который использует один опорный сигнал.

схема адаптивного компенсатора помех

Рис 1.5. Схема адаптивного компенсатора помех

Здесь U(n) - дискретный отсчет полезного сигнала в момент времени N; N=0,1,2...; E(n) - шумовой сигнал; E1(n) - опорный сигнал; Е(n) - сигнал ошибки; U1(n) - выходной сигнал компенсатора; УУВК - устройство управления весовыми коэффициентами.

Наиболее важной частью адаптивного компенсатора помех является устройство управления весовыми коэффициентами - линейный фильтр, через который пропускается опорный сигнал E1(n). Задача адаптивной компенсации помехи E(n) сводится к подбору коэффициентов фильтра таким образом, чтобы минимизировать энергию сигнала на выходе компенсатора U1(n). В этом случае будет максимизировано выходное отношение сигнал/шум. Минимизация энергии обычно осуществляется на основе градиентных методов поиска экстремума функций многих переменных.

Известно, что адаптивные компенсаторы помех позволяют значительно улучшить качество зашумленных сигналов - на несколько десятков децибел, но требование наличия опорного сигнала существенно сужает их область применения. Во многих приложениях цифровой обработки речевых сигналов (например, при реставрации архивных записей или в криминалистике), опорного сигнала, по крайней мере, в явном виде, не имеется. Поэтому для применения методов адаптивной компенсации помех опорный сигнал в таких случаях приходится получать на основе косвенных соображений, связанных с особенностями речевого сигнала, а сам адаптивный компенсатор в этом случае будет являться одной из составных частей более сложного алгоритма выделения речевого сигнала.

В итоге можно сказать о том, что адаптивные компенсаторы помех применяются для фильтрации узкополосных стационарных и регулярных помех, также тональных шумов каналов связи (одноканальные фильтры) и некоторых типов нестационарных помех (двухканальные фильтры).

К достоинствам этого метода можно отнести хорошее качество очистки зашумленных каналов (10-20 Дб), а к недостаткам: сужение области применения из-за необходимости наличия опорного сигнала.

Похожие статьи




Адаптивные компенсаторы помех - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала

Предыдущая | Следующая