Методы, основанные на использовании закономерностей восприятия речевого слуха человеком - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала
В основе развития этого класса методов лежит утверждение, что анализ речи, основанный на модели слуха человека, будет более успешным, чем анализ, основанный на абстрактных моделях речеобразования или статистических марковских моделях. Базой одного метода является принцип, по которому слух человека наиболее чувствителен к модуляциям в спектральном огибающем сигнале с частотой 2-3 Гц. Экспериментальная проверка этой методики показала, что существенного увеличения разборчивости речевого сигнала можно добиться путем увеличения модуляционной глубины речевого сигнала до зашумления. Применение же метода к зашумленному сигналу показало, что разборчивость речи не повысилась.
На базе другого метода лежит принцип частотной маскировки, согласно которому сигнал низкого уровня становится неслышимым (замаскированным) при звучании одновременно с ним более сильного сигнала при условии, если маскирующий и маскируемый сигналы достаточно близки друг другу по частоте.
Еще один метод заключается: речевой сигнал сначала подвергался высокочастотной фильтрации (для ослабления первой форманты, повышения удельного веса высших формант в спектре речевого сигнала). Далее отфильтрованный сигнал подвергался клиппированию. Операция клиппирования увеличивает амплитуду речевой волны на участках, которые соответствуют важным для восприятия согласным по отношению к амплитуде гласных звуков.
Потенциально многообещающие результаты получены при испытаниях систем анализа и обработки зашумленных речевых сигналов, построенных на представлении речевых сигналов с помощью волновых функций - вейвлетах.
Волновой (вейвлетный) анализ речи применяется последние 10-15 лет.
Основная идея данного метода фильтрации заключается в моделировании эффекта массировки, когда слуховая система суммирует сигналы разного уровня, сигнал с более высоким уровнем подавляет сигнал меньшего уровня.
Применение изложенной методики обеспечило выигрыш около 26 дБ в случае гауссовского шума. В результате испытаний на собранной базе данных выигрыш при использовании метода составляет не менее 18 дБ. Эти результаты представляются достаточно высокими и заслуживающими внимания, хотя не совсем понятно как можно пересчитать эти цифры в привычную методику оценки выигрыша в отношение сигнал/шум.
Обзор методов повышения качества и разборчивости зашумленных сигналов показывает, что существует много различных подходов к обработке зашумленной речи. Такое разнообразие говорит о том, что проблема очистки сигнала важна, а также об отсутствии достаточно надежных и оптимальных методов решения этой проблемы. Объективное сравнение этих методов и выбор наиболее приемлемого сделать весьма затруднительно, так как перед системами коррекции речи ставятся разные задачи. Например, в качестве главного критерия можно использовать повышение разборчивости речи, допуская при этом появления артефактов в виде структурированного шума и др. Можно поставить цель: снизить утомляемость аудитора или сохранение натуральности голоса, что достигается за счет повышения качества речевого сигнала.
Важно отметить, что универсальных методов обработки, которые одинаково хорошо бы боролись со стационарными и нестационарными, аддитивными и мультипликативными шумами, существенно повышали бы качество и одновременно разборчивость речи сейчас нет. Исходя из проведенного анализа основных видов шумов акустических помех и искажений, а так же особенности их воздействия на речевые сигналы, было установлено, что наиболее распространенными, а потому наиболее важными для практики являются квазистационарные шумы: шум толпы, моря, станков, двигателей, эфира (при передаче по каналам связи). Поэтому, при выборе основного метода очистки речевых, сигналов от шумов, будем, в первую очередь, руководствоваться качеством очистки именно от квазистационарных шумов, так как такой класс методов представляет больший практический интерес. Исходя из предложенной характеристики методов очистки речевых сигналов от шума и можно сделать вывод о том, что наиболее удобным, качественным, часто используемым, перспективным для реализации методом является метод на основе вычитания амплитудных спектров. В целом, методы, основанные на вычитании амплитудных спектров считаются одними из лучших - они приводят к удовлетворительным результатам и не требуют больших вычислительных ресурсов. Поэтому разработку наиболее эффективного метода очистки речевого сигнала, будем вести на основе метода вычитания амплитудных спектров.
Похожие статьи
-
Введение - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала
Алгоритм очистка речевой сигнал Записанный или передаваемый по проводным или радиоканалам с помощью различных технических средств, звуковой, в частности,...
-
К методам этого типа относятся, прежде всего, класс методов обработки зашумленных речевых сигналов, которые используют квазипериодичность речевого...
-
В настоящей главе анализируются особенности, свойства и характеристики речевых сигналов. Виды шумов акустических помех и искажений, а так же особенности...
-
В настоящей главе проводится оценка качества очистки речевых сигналов от стационарных и квазистационарных шумов непрерывных импульсных помех и искажений...
-
Динамическое шумоподавление - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала
Для решения практической задачи шумоочистки целесообразно использовать методы динамического шумоподавления, основанные на использовании характеристик...
-
В настоящей главе анализируются особенности методов, основанных на вычитании амплитудных спектров, для очистки речевых сигналов от стационарных и...
-
Наиболее часто используемыми методами, основанными на использовании спектральных характеристик шума, являются методы, реализующие различные модификации...
-
Измерения узнаваемости голоса диктора методом парных сравнений проводит бригада операторов в составе: пяти дикторов: трех мужчин и двух женщин (далее Д1,...
-
На втором этапе измерений речи артикуляционным методом проводится цикл измерений. Цикл измерений включает в себя результат приема всех аудиторов от всех...
-
Во временной области Класс методов цифровой обработки зашумленных речевых сигналов, который основан на построении математических моделей речевых сигналов...
-
Измерения проводятся бригадой операторов в составе: трех дикторов: двое мужчин и одна женщина (далее Д1, Д2 и Д3); трех аудиторов: двое женщин и мужчина...
-
Другим классом методов обработки зашумленных речевых сигналов основанных на использовании статистических моделей речевого сигнала являются методы, в...
-
Описываемый алгоритм (оригинальное название Minimum Mean-Square Error estimation) впервые был предложен в работе. Как и вычитание спектров алгоритм...
-
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,...
-
1. На втором этапе измерений узнаваемости голоса диктора методом парных сравнений, определяется величина предпочтения одного из сравниваемых речевых...
-
Методы борьбы с "музыкальным тоном" - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала
Одна из проблем метода спектрального вычитания - так назывемый " Музыкальный Тон" . Он появляется вследствие того, что коэффициенты STFT шумовых сигналов...
-
Опасным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях ведет к травме...
-
На основании разработанных этапов работы алгоритма спектрального вычитания и в соответствии ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) "Схемы алгоритмов, программ,...
-
Этап 1. Пусть имеется исходный зашумленный сигнал, состоящий из чистого речевого сигнала и некоррелированного аддитивного шума, который определяется...
-
Характеристика продукта - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала
Разработанная система средств очистки речевого сигнала предназначена для получения высококачественного речевого сигнала. Основной задачей системы...
-
Оценка качества восстановленного речевого сигнала. - Фильтрация зашумленного речевого сигнала
Оценка качества речевого сигнала является важной задачей. Отношение сигнал/шум ( ОСШ ), являющееся одной из наиболее распространенных объективных мер для...
-
Пожарная безопасность - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала
Особое внимание к пожарной безопасности является обоснованным, так как в случае пожара будет нанесен значительный материальный ущерб (даже если в...
-
Анализ напряженности труда - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала
Напряженность трудового процесса оценивают в соответствии с настоящими "Гигиеническими критериями оценки условий труда по показателям вредности и...
-
Экономическая оценка проекта - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала
1. Календарное планирование. Опытно-конструкторская разработка (ОКР) в себя пять этапов: 1. Техническое задание 2. Техническое предложение 3. Эскизный...
-
Статистический метод фильтрации речевого сигнала - Фильтрация зашумленного речевого сигнала
Предложен эффективный метод фильтрации речевого сигнала, использующий статистику распределения амплитуды вейвлет-коэффициентов на каждом i-м уровне...
-
В процессе квантования по уровню значение каждого АИМ-отсчета заменяется ближайшим разрешенным значением. Характеристиками квантующего устройства...
-
Для большинства измерений, выполняемых в системах управления технологическими процессами, оценивание погрешности измерений и ее составляющих производится...
-
Как было показано выше, формирование цифрового сигнала из аналогового предусматривает последовательное выполнение трех основных операций: - дискретизация...
-
В процессе формирования АИМ сигнала осуществляется дискретизация непрерывного (аналогового) сигнала во времени в соответствии с известной Теоремой...
-
ЛИТЕРАТУРА - Особенности использования методов цифровой обработки аналоговых сигналов
Лидовский В. И. Теория информации. - М., "Высшая школа", 2002г. - 120с. Метрология и радиоизмерения в телекоммуникационных системах. Учебник для ВУЗов. /...
-
Между соседними отсчетами речевого сигнала имеется значительная корреляция, которая слабо убывает по мере увеличения интервала между отсчетами. Это...
-
Экспериментальные исследования искажений сигнала производились двухмодовым и одномодовым методами. В качестве регистрирующей аппаратуры использовался...
-
Шум - это совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум -- это всякий неблагоприятный...
-
Алгоритм сжатия JPEG 2000 и его отличия от JPEG - Стандарт и алгоритм сжатия стандарта JPEG 2000
Алгоритм JPEG-2000 разработан той же группой экспертов в области фотографии, что и JPEG . Основные отличия алгоритма в JPEG 2000 от алгоритма в JPEG...
-
Первичные сигналы электросвязи и их характеристики. - Основы техники связи
Электрический сигнал, получаемый на выходе преобразователя сообщения (см. рисунок 2.1, глава 2), называется первичным сигналом электросвязи. Параметр...
-
Термином оптимальный синтез определяют процесс построения устройства с заданными свойствами, оптимально учитывающий совокупность технико-экономических...
-
Экспериментальное исследование характеристик устройства - Разработка схем кодера PAL
Целью проведения экспериментального исследование было снятие временных характеристик следующих функциональных узлов цифрового кодера PAL: генератора...
-
Основные теоретические сведения Задачи принятия технических решений принято делит на следующие этапы: 1. Формирование целей выбора; покупка изделия и...
-
Для повышения помехоустойчивости приема дискретных двоичных сообщений, решение о переданном символе принимается не по одному отсчету на длительности...
-
Использование информационной избыточности - Структурные методы повышения точности средств измерения
Под информационной избыточностью понимается такое состояние измерительной информации, при котором она больше необходимой для реализации функций...
Методы, основанные на использовании закономерностей восприятия речевого слуха человеком - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала