Спектральные характеристики шума (вычитание амплитудных спектров) - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала

Наиболее часто используемыми методами, основанными на использовании спектральных характеристик шума, являются методы, реализующие различные модификации алгоритма вычитания амплитудных спектров.

В качестве обоснования этих методов приводятся следующие соображения. Если стационарный сигнал со спектральной плотностью мощности искажен аддитивным стационарным шумом со спектральной плотностью мощности, который предполагается некоррелированным с, то спектральная плотность мощности зашумленного сигнала равна:

, (1.1)

Следовательно спектральная плотность мощности полезного сигнала s(n) может быть оценена как:

(1.2)

В силу нестационарности речевых сигналов использовать соотношение (1.1) непосредственно нельзя. На практике, при обработке речи на достаточно коротких участках, например, квазистационарных участках гласных звуков, величины, аппроксимируют с помощью усредненных квадратов кратковременных амплитудных спектров наблюдаемого сигнала и шума. Спектр шума при этом должен оцениваться в моменты пауз. Полученная таким образом оценка соответствует квадрату амплитудного спектра сигнала. Восстановление речевого сигнала во временной области осуществляется с помощью обратного преобразования Фурье, причем фазовый спектр, для восстановленного сигнала берется таким же, как и у наблюдаемого сигнала.

В наиболее общем виде операция спектрального вычитания может быть выражена соотношением:

, если (1.3)

Здесь коэффициент A(t) (фактор переоценивания), вообще говоря, зависит от соотношения сигнал/шум на сегменте анализа, и имеет типичные значения близкие к 0.7 - 0.95, а коэффициент B (спектральный порог)- выбирается в диапазоне 0.01 - 0.1.

Исследования качества и разборчивости речи, получаемой в результате применения описанной методики, показали [7], что в тех случаях, когда шум или помеха имеют стационарный (или квазистационарный) характер и их спектр имеет гармоническую структуру, достигается значительное на слух повышение как качества, так и разборчивости речи. Однако, в случае шумов с быстроизменяющимися спектральными характеристиками такая обработка малоэффективна.

Похожие статьи




Спектральные характеристики шума (вычитание амплитудных спектров) - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала

Предыдущая | Следующая