Второй этап измерения разборчивости речи артикуляционным методом - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала

На втором этапе измерений речи артикуляционным методом проводится цикл измерений.

Цикл измерений включает в себя результат приема всех аудиторов от всех дикторов по 5К таблиц (К=1,2,3) РС' и PC'' (т. е. прием 5К таблиц с внесенными помехами и 5К таблиц, обработанных разработанным алгоритмом очистки речи).

1. Для каждого измерения вычисляется среднее значение разборчивости (S) по формуле:

, (3.1.)

Где - результат единичного измерения, % (диктор-таблица-аудитор),

- число единичных измерений.

В рамках проводимых исследований: - это процент верно распознанных слогов в одной таблице от одного аудитора, прослушавшего одного диктора, а - одно единичное измерение т. е. одна таблица, поэтому получаем пять единичных измерений (для РС").

2. Проведем вычисления результатов средней разборчивости для речевых сигналов, обработанных разработанным алгоритмом очистки речи (РС'').

Измерения разборчивости А1 Д1 в условиях пяти типов помех:

    2.1. Тональная Помеха 50 Гц А1 Д1 1) Вычислим среднее значение разборчивости (3.1.) по формуле (3.2.)

%(3.2.)

2) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) по формуле (3.3):

(3.3.)

=

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А) |74-72,8| ... 2*4,89, т. о. 1,2 Б) |78-72,8| ... 2*4,89, т. о. 5,2 В) |68-72,8| ... 2*4,89, т. о. 4,8 Г) |74-72,8| ... 2*4,89, т. о. 1,2 Д) |70-72,8| ... 2*4,89, т. о. 2,8

Сомнительных значений Si не выявлено.

    2.2. Тональная Помеха 100 Гц А1 Д1 1) Вычислим среднее значение разборчивости (3.1.) по формуле (3.4.):

% (3.4.)

2) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) (3.3.)

=(3.5.)

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А) 0,4 Б) 2,4 В) 2,4 Г) 4,4 Д) 2,4

Сомнительных значений Si не выявлено.

2.3 Тональная Помеха 2000 Гц А1 Д1

Вычислим среднее значение разборчивости (S) (3.1.)

% (3.6.)

1) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) (3.3.)

= (3.7.)

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А) |66-70| ... 2*4,89, т. о. 4 Б) |72-70| ... 2*4,89, т. о. 2 В) |64-70| ... 2*4,89, т. о. 6 Г) |76-70| ... 2*4,89, т. о. 6 Д) |72-70| ... 2*4,89, т. о. 2

Сомнительных значений Si не выявлено.

    2.4. Розовый Шум А1 Д1 1) Вычислим среднее значение разборчивости (S) (3.1.):

% (3.8.)

2) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) (3.3.):

= (3.9.)

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А)1,6 Б) 2,4 В) 4,4 Г) 1,6 Д) 3,6

Сомнительных значений Si не выявлено.

    4.5. Белый Шум А1 Д1 1) Вычислим среднее значение разборчивости (S) (3.1.):

% (3.10.)

2) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) (3.3.)

= (3.11.)

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А)0 Б)2 В)4 Г) 4 Д) 2

Сомнительных значений Si не выявлено. После себя приема всеми аудиторами от всех дикторов по 5К таблиц РС", и вычислений средней разборчивости был получен результат, отраженный в таблице 3.1.1.

Таблица 3.1. Результат прослушанных таблиц - количество верно распознанных слогов, разработанным алгоритмом очистки речи (PC''),%

Тональная помеха 50 Гц

А1

А2

А2

Д1

72,8

76,8

74,0

Д2

74,4

77,2

75,2

Д3

73,2

80,8

77,6

Тональная помеха 100 Гц

А1

А2

А3

Д1

70,0

72,4

68,0

Д2

70,8

73,6

71,6

Д3

72,4

73,2

71,6

Тональная помеха 2000 Гц

А1

А2

А3

Д1

70,0

73,6

68,4

Д2

72,0

73,2

71,36

Д3

72,4

73,2

67,6

Розовый шум

А1

А2

А3

Д1

68,4

72,0

67,2

Д2

72,0

72,8

70,8

Д3

69,2

73,6

64,4

Белый шум

А1

А2

А3

Д1

64,0

66,0

64,4

Д2

67,2

69,6

66,0

Д3

67,6

70,8

66,4

Вычисления приведены в приложении 3.

3. Проведем аналогичные вычисления результатов средней разборчивости для речевых сигналов с внесенной помехой (РС').

Измерения разборчивости А1 Д1 в условиях пяти типов помех.

    3.1. Тональная Помеха 50 Гц А1 Д1 1) Вычислим среднее значение разборчивости (S) (3.1.):

% (3.12.)

2) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) (3.3.):

= (3.13.)

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А) |60-58| ... 2*2, т. о. 2 Б) |56-58| ... 2*2, т. о. 2 В) |56-58| ... 2*2, т. о. 2 Г) |60-58| ... 2*2, т. о. 2 Д) |58-58| ... 2*2, т. о. 2

Сомнительных значений Si не выявлено.

    4.2. Тональная Помеха 100 Гц А1 Д1 1) Вычислим среднее значение разборчивости (S) (3.1.):

% (3.14.)

2) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) по формуле:

= (3.15.)

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А) |54-54,8| ... 2*1,1, т. о. 0,8 Б) |56-54,8| ... 2*1,1, т. о. 1,2 В) |54-54,8| ... 2*1,1, т. о. 0,8 Г) |56-54,8| ... 2*1,1, т. о. 1,2 Д) |54-54,8| ... 2*1,1, т. о. 0,8

Сомнительных значений Si не выявлено.

    4.3. Тональная Помеха 2000 Гц А1 Д1 1) Вычислим среднее значение разборчивости (S) (3.1.):

% (3.16.)

2) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) по формуле:

= (3.17.)

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А) |56-56,4| ... 2*1,67, т. о. 0,4 Б) |54-56,4| ... 2*1,67, т. о. 2,4 В) |58-56,4| ... 2*1,67, т. о. 1,6 Г) |56-56,4| ... 2*1,67, т. о. 0,4 Д) |58-56,4| ... 2*1,67, т. о. 1,6

Сомнительных значений Si не выявлено.

    4.4. Розовый Шум А1 Д1 1) Вычислим среднее значение разборчивости (S) (3.1.):

% (3.18.)

2) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) (3.3.):

= (3.19.)

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А) |50-52| ... 2*3,16, т. о. 2 Б) |54-52| ... 2*3,16, т. о. 2 В) |58-52| ... 2*3,16, т. о. 4 Г) |52-52| ... 2*3,16, т. о. 0 Д) |56-52| ... 2*3,16, т. о. 4

Сомнительных значений Si не выявлено.

    5.5. Белый Шум А1 Д1 1) Вычислим среднее значение разборчивости (S) (3.1.):

% (3.20.)

2) Вычислим среднее квадратическое отклонение (СКО) (3.3.):

= (3.21.)

    3) Находим единичные измерения, для которых |Si-S| > 2, с целью исключения сомнительных значений и вычисления нового среднего значения:
      А) |52-54,4| ... 2*1,67, т. о. 2,4 Б) |54-54,4| ... 2*1,67, т. о. 0,4 В) |56-54,4| ... 2*1,67, т. о. 1,6 Г) |54-54,4| ... 2*1,67, т. о. 0,4 Д) |56-54,4| ... 2*1,67, т. о. 1,6

Сомнительных значений Si не выявлено.

После себя приема всеми аудиторами от всех дикторов по 5К таблиц РС', и вычислений средней разборчивости был получен результат, отраженный в таблице 3.2.

Таблица 3.2. Результат прослушанных таблиц - количество верно распознанных слогов с внесенной помехой (РС'), %

Тональная помеха 50 Гц

А1

А2

А2

Д1

58,0

62,8

58,8

Д2

59,2

54,4

56,4

Д3

56,8

57,2

54,8

Тональная помеха 100 Гц

А1

А2

А3

Д1

54,8

52,8

55,2

Д2

51,2

50,0

52,4

Д3

53,2

55,2

54,8

Тональная помеха 2000 Гц

А1

А2

А3

Д1

56,4

54,4

55,2

Д2

54,8

56,0

55,2

Д3

52,4

54,4

56,2

Розовый шум

А1

А2

А3

Д1

52,0

54,0

54,4

Д2

52,8

54,4

53,6

Д3

54,8

52,4

54,0

Белый шум

А1

А2

А3

Д1

54,4

54,0

53,6

Д2

55,6

53,2

51,2

Д3

52,8

51,6

50,4

Вычисления приведены в приложении 4.

Вывод:

1. Усредняя полученные результаты, приведенные в таблицах 3.1 и 3.2, получим средний показатель разборчивости по двум видам: PC" и PC' (таблица 3.3), рис. 3.2.

Таблица 3.3 Средний показатель разборчивости, %

Помехи

PC"

PC'

Разница PC"- PC'

50 Гц

75,77

57,6

18,17

100 Гц

71,5

53,3

18,2

2000 Гц

71,3

55,0

16,3

Розовый шум Гц

70,0

53,6

16,4

Белый шум Гц

68,9

52,9

16,0

Итого

17,014
средние показатели разборчивости до и после очистки

Рис. 3.2. Средние показатели разборчивости до и после очистки

Из рис.3.2. и таблицы 3.3 видно, что результат очистки речевых сигналов разработанным алгоритмом очистки речи повысил среднее значение разборчивости на 17,014%, из них:

    - Тональная помеха 50 Гц - разборчивость повысилась на 18,17%; - Тональная помеха 100 Гц - разборчивость повысилась на 18,2%; - Тональная помеха 200 Гц - разборчивость повысилась на 16,3%; - Розовый шум Гц - разборчивость повысилась на 16,4%; - Белый шум Гц - разборчивость повысилась на 16,0%,

Что свидетельствует об эффективности выбранного устройства.

1. Опираясь на табл. 3.3, также можно судить и об эффективности очистки разработанным алгоритмом очистки речи по отношению к разным типам помех.

Так, например, результат разборчивости PC', при тональной помехе в 100 Гц, повысился на 18,2% после очистки, что является наиболее высоким результатом, чем результат разборчивости PC' после очистки в условиях белого шума который составил 16,8% (рис.3.3).

результат эффективности разработанного алгоритмом очистки речи к определенным типам помех

Рис.3.3. Результат эффективности разработанного алгоритмом очистки речи к определенным типам помех.

Таким образом, разработанный алгоритм очистки речи, в рамках проводимых исследований, более эффективен (по убыванию) к:

    1. Тональная помеха 100 Гц; 2. Тональная помеха 50Гц; 3. Розовому шуму; 4. Тональная помеха 2000 Гц; 5. Белому шуму.

Похожие статьи




Второй этап измерения разборчивости речи артикуляционным методом - Разработка и исследование алгоритма очистки речевого сигнала

Предыдущая | Следующая