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

1. На втором этапе измерений узнаваемости голоса диктора методом парных сравнений, определяется величина предпочтения одного из сравниваемых речевых сигналов РС" по узнаваемости голоса диктора,

Вычисления проводятся по формуле:

(3.22.)

Где - величина предпочтения;

- число случаев предпочтения узнаваемости голоса диктора одного тракта перед другим, в процентах; - число единичных измерений.

В рамках проводимых исследований: - сколько раз один аудитор предпочел узнаваемость голоса диктора при PC", в сравниваемых РС, %

- одна единица измерения таким образом одна фраза это семь единиц измерения (7 фраз).

Так, например, величина предпочтения речевых сигналов (тестовых фраз) обработанных разработанным алгоритмом очистки речевых сигналов (РС"), по отношению к речевым сигналам (тестовым фразам) с внесенной помехой (РС'), у первого аудитора (А1), прослушавшего первого диктора (Д1), с внесенной тоновой помехой 50 Гц, составляет:

В дальнейшем величины предпочтения, РС", по отношению к РС' (тоновая помеха 50 Гц, тоновая помеха 100 Гц, тоновая помеха 2000 Гц, белый шум, розовый шум), вычислялись по формуле (3.22.). Результаты вычислений приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4. Результат величин предпочтения РС", по отношению к РС'

Тональная помеха 50 Гц, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

100

100

100

100

85,7

100

85,7

100

100

100

85,7

100

100

100

71,4

Д2

100

85,7

85,7

85,7

100

100

100

100

85,7

100

100

100

100

100

85,7

Д3

100

100

100

100

100

100

85,7

100

85,7

85,7

85,7

100

85,7

71,4

100

Д4

85,7

71,4

100

85,7

100

85,7

71,4

85,7

100

85,7

100

85,7

85,7

85,7

100

Д5

100

100

100

100

85,7

100

100

100

100

100

100

85,7

100

100

100

Тональная помеха 100 Гц, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

71,4

85,7

100

85,7

85,7

100

71,4

85,7

85,7

85,7

71,4

85,7

100

100

85,7

Д2

71,4

71,4

71,4

71,4

85,7

85,7

100

71,4

71,4

85,7

85,7

100

85,7

85,7

71,4

Д3

85,7

100

85,7

100

71,4

71,4

85,7

71,4

100

71,4

85,7

85,7

100

71,4

71,4

Д4

71,4

85,7

85,7

85,7

71,4

85,7

85,7

85,7

85,7

71,4

71,4

85,7

71,4

85,7

100

Д5

100

71,4

71,4

71,4

85,7

71,4

71,4

85,7

71,4

100

100

71,4

71,4

71,4

85,7

Тональная помеха 2000 Гц, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

85,7

100

85,7

100

85,7

85,7

71,4

85,7

100

71,4

100

71,4

100

85,7

100

Д2

85,7

100

100

100

100

100

100

100

71,4

100

85,7

100

85,7

85,7

71,4

Д3

71,4

85,7

71,4

85,7

85,7

71,4

85,7

71,4

85,7

85,7

100

85,7

85,7

71,4

85,7

Д4

85,7

85,7

85,7

85,7

100

85,7

85,7

85,7

85,7

85,7

85,7

100

85,7

100

85,74

Д5

100

71,4

100

85,7

85,7

100

100

85,7

100

100

100

100

85,7

100

100

Белый шум, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

85,7

100

100

71,4

71,4

100

71,4

85,7

85,7

85,7

85,7

71,4

85,7

85,7

85,7

Д2

100

100

85,7

71,4

100

71,4

71,4

100

100

85,7

71,4

100

71,4

100

71,4

Д3

71,4

71,4

71,4

85,7

100

85,7

85,7

71,4

85,7

85,7

100

85,7

85,7

71,4

100

Д4

85,7

71,4

85,7

100

71,4

71,4

85,7

71,4

71,4

100

85,7

71,4

71,4

71,4

71,4

Д5

71,4

85,7

71,4

85,7

85,7

100

100

85,7

85,7

100

71,4

100

71,4

100

71,4

Розовый шум, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

85,7

85,7

71,4

100

85,7

100

85,7

85,7

100

85,7

85,7

71,4

85,7

100

71,4

Д2

85,7

100

100

85,7

100

85,7

00

85,7

85,7

100

71,4

100

100

85,7

100

Д3

85,7

85,7

85,7

85,7

85,7

85,7

71,4

85,7

85,7

100

100

85,7

85,7

85,7

85,7

Д4

100

100

85,7

100

85,7

100

85,7

71,4

71,4

71,4

100

85,7

85,7

100

85,7

Д5

85,7

85,7

100

100

85,7

85,7

100

85,7

100

85,7

85,7

100

71,4

85,7

100

Исходя из величин предпочтения РС" узнаваемости голоса диктора, вычисляем величины не предпочтенных фраз РС' (с внесенной помехой) по формуле:

(3.24.)

Полученные результаты занесены в таблицу 3.5.

Таблица 3.5. Результат величин предпочтения РС' по отношению к РС"

Тональная помеха 50 Гц

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

0

0

0

0

14,3

0

14,3

0

0

0

14,3

0

0

0

28,6

Д2

0

14,3

14,3

14,3

0

0

0

0

14,3

0

0

0

0

0

14,3

Д3

0

0

0

0

0

0

14,3

0

14,3

14,3

14,3

0

14,3

28,6

0

Д4

14,3

28,6

0

14,3

0

14,3

28,6

14,3

0

14,3

0

14,3

14,3

14,3

0

Д5

0

0

0

0

14,3

0

0

0

0

0

0

14,3

0

0

0

Тональная помеха 100 Гц

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

28,6

14,3

0

14,3

14,3

0

28,6

14,3

14,3

14,3

28,6

14,3

0

0

14,3

Д2

28,6

28,6

28,6

28,6

14,3

14,3

0

28,6

14,3

14,3

14,3

0

14,3

14,3

28,6

Д3

14,3

0

14,3

0

28,6

28,6

14,3

28,6

0

14,3

14,3

14,3

0

28,6

28,6

Д4

28,6

14,3

14,3

14,3

28,6

14,3

14,3

14,3

14,3

28,6

28,6

14,3

28,6

14,3

0

Д5

0

28,6

28,6

28,6

14,3

28,6

28,6

14,3

28,6

0

0

28,6

28,6

28,6

14,3

Тональная помеха 2000 Гц

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

14,3

0

14,3

0

14,3

14,3

28,6

14,3

0

28,6

0

28,6

0

14,3

0

Д2

14,3

0

0

0

0

0

0

0

28,6

0

14,3

0

14,3

14,3

28,6

Д3

28,6

14,3

28,6

14,3

14,3

28,6

14,3

28,6

14,3

14,3

0

14,3

14,3

28,6

14,3

Д4

14,3

14,3

14,3

14,3

0

14,3

14,3

14,3

14,3

14,3

14,3

0

14,3

0

14,3

Д5

0

28,6

0

14,3

14,3

0

0

14,3

0

0

0

0

14,3

0

0

Белый шум

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

14,3

0

0

28,6

28,6

0

28,6

14,3

14,3

14,3

14,3

28,6

14,3

14,3

14,3

Д2

0

0

14,3

28,6

0

28,6

28,6

0

0

14,3

14,3

0

28,6

0

28,6

Д3

28,6

28,6

28,6

14,3

0

14,3

14,3

28,6

14,3

14,3

0

14,3

14,3

28,6

0

Д4

14,3

28,6

14,3

0

28,6

28,6

14,3

28,6

28,6

0

14,3

28,6

28,6

28,6

28,6

Д5

28,6

14,3

28,6

14,3

14,3

0

0

14,3

14,3

0

28,6

0

28,6

0

28,6

Розовый шум

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

14,3

14,3

28,6

0

14,3

0

14,3

14,3

0

14,3

14,3

28,6

14,3

0

28,6

Д2

14,3

0

0

14,3

0

14,3

0

14,3

14,3

0

28,6

0

0

14,3

0

Д3

14,3

14,3

14,3

14,3

14,3

14,3

28,6

14,3

14,3

0

0

14,3

14,3

14,3

14,3

Д4

0

0

14,3

0

14,3

0

14,3

28,6

28,6

28,6

0

14,3

14,3

0

14,3

Д5

14,3

14,3

0

0

14,3

14,3

0

14,3

0

14,3

14,3

0

28,6

14,3

0

Далее вычисляется заметность различия (В) РС" и РС' по формуле:

(3.25.)

Полученные результаты представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6. Заметность различия РС" - РС'

Тональная помеха 50 Гц, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

100

100

100

100

71,4

100

71,4

100

100

100

71,4

100

100

100

42,8

Д2

100

71,4

71,4

71,4

100

100

100

100

71,4

100

100

100

100

100

71,4

Д3

100

100

100

100

100

100

71,4

100

71,4

71,4

71,4

100

71,4

42,8

100

Д4

71,4

42,8

100

71,4

100

71,4

42,8

71,4

100

71,4

100

71,4

71,4

71,4

100

Д5

100

100

100

100

42,8

100

100

100

100

100

100

71,4

100

100

100

Итого 100% - 48, 71,4% - 22, 42,8% - 5

Тональная помеха 100 Гц, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

42,8

71,4

100

71,4

71,4

100

42,8

71,4

71,4

71,4

42,8

71,4

100

100

71,4

Д2

42,8

42,8

42,8

42,8

71,4

71,4

100

42,8

71,4

71,4

71,4

100

71,4

71,4

42,8

Д3

71,4

100

71,4

100

42,8

42,8

71,4

42,8

100

42,8

71,4

71,4

100

42,8

42,8

Д4

42,8

71,4

71,4

71,4

42,8

71,4

71,4

71,4

71,4

42,8

42,8

71,4

42,8

71,4

100

Д5

100

42,8

42,8

42,8

71,4

42,8

42,8

71,4

42,8

100

100

42,8

42,8

42,8

71,4

Итого 100% - 14, 71,4% -32, 42,8% - 29

Тональная помеха 2000 Гц, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

71,4

100

71,4

100

71,4

71,4

42,8

71,4

100

42,8

100

42,8

100

71,4

100

Д2

71,4

100

100

100

100

100

100

100

42,8

100

71,4

100

71,4

71,4

42,8

Д3

42,8

71,4

42,8

71,4

71,4

42,8

71,4

42,8

71,4

71,4

100

71,4

71,4

42,8

71,4

Д4

71,4

71,4

71,4

71,4

100

71,4

71,4

71,4

71,4

71,4

71,4

100

71,4

100

71,4

Д5

100

42,8

100

71,4

71,4

100

100

71,4

100

100

100

100

71,4

100

100

Итого 100% - 29, 71,4% - 35, 42,8% - 11

Белый шум, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

71,4

100

100

42,8

42,8

100

42,8

71,4

71,4

71,4

71,4

42,8

71,4

71,4

71,4

Д2

100

100

71,4

42,8

100

42,8

42,8

100

100

71,4

42,8

100

42,8

100

42,8

Д3

42,8

42,8

42,8

71,4

100

42,8

71,4

42,8

71,4

71,4

100

71,4

71,4

42,8

100

Д4

71,4

42,8

71,4

100

42,8

42,8

71,4

42,8

42,8

100

71,4

42,8

42,8

42,8

42,8

Д5

42,8

71,4

42,8

71,4

71,4

100

100

71,4

71,4

100

42,8

100

42,8

100

42,8

Итого 100% - 20, 71,4% - 25, 42,8% - 30

Розовый шум, %

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

А11

А12

А13

А14

А15

Д1

71,4

71,4

42,8

100

71,4

100

71,4

71,4

100

71,4

71,4

42,8

71,4

100

42,8

Д2

71,4

100

100

71,4

100

71,4

1 00

71,4

71,4

100

42,8

100

100

71,4

100

Д3

71,4

71,4

71,4

71,4

71,4

71,4

42,8

71,4

71,4

100

100

71,4

71,4

71,4

71,4

Д4

100

100

71,4

100

71,4

100

71,4

42,8

42,8

42,8

100

71,4

71,4

100

71,4

Д5

71,4

71,4

100

100

71,4

71,4

100

71,4

100

71,4

71,4

100

42,8

71,4

100

Итого 100% - 26, 71,4% - 40, 42,8% - 9

Сравнивая результаты, приведенные в таблице 3.6., с нормой заметности (ГОСТ Р 50840-95) приведенной в таблице 3.7, присваиваем характеристику и степень заметности различия речевых сигналов.

Таблица 3.7. Нормы заметности

Степень заметности

Характеристика

Норма заметности (%)

    0 1 2 3

Незаметно

Едва заметно

Заметно

Сильно заметно

<57,5

    58-65 66-75

>75

Полученные показатели заносим в таблицу 3.8.

Таблица 3.8. Присвоенные характеристики и степени заметности

Характеристика / Степень заметности

Незаметно / 0

Едва заметно / 1

Заметно / 2

Сильно заметно / 3

Тональная помеха 50 Гц

5 (6,6%)

22 (29,3%)

48 (64%)

Тональная помеха 100 Гц

29 (38,6%)

32 (42,6%)

14 (18,6%)

Тональная помеха 2000 Гц

11 (14,6%)

35 (46,6%)

29 (38,6%)

Белый шум

30 (40%)

25 (33,3%)

20 (26,6%)

Розовый шум

9 (12%)

40 (53,3%)

26 (34,6%)

По результатам таблицы 3.8. построим график "Доли предпочтений" рис. 3.4.

доли предпочтений

Рис.3.4 Доли предпочтений

Большинство аудиторов, при прослушивании речевых сигналов с внесенной помехой, и речевых сигналов с произведенной очисткой, при измерении узнаваемости голоса диктора, отдали свое предпочтение РС" (речевым сигналам обработанным разработанным алгоритмом очистки).

Из таблицы 3.8. и можно увидеть, что:

    - Разница сравниваемых речевых сигналов с внесенной тональной помехой 50 Гц и очищенных от нее - самая существенная и составляет 64%. В соответствие с ГОСТ Р 50840-95, ей присваивается 3я степень заметности и характеристика "сильно заметно", что свидетельствует об эффективности очистки по отношению к данной помехе/шуму; - Также, разработанный алгоритм оказался достаточно эффективен и к речевым сигналам с внесенными помехами: 2000 Гц и розовый шум.

Разница сравниваемых РС" и РС' составляет 35% (2000 Гц) и 40% (розовый шум), в соответствие с ГОСТ Р 50840-95, им присваивается 2я степень заметности и характеристика "заметно".

    - Менее эффективен, разработанный алгоритм оказался к тональной помехе 100 Гц и белому шуму. Разница результата сравнения РС" и РС' в условиях белого шума в 40% случаев была незаметной, в соответствии с ГОСТ Р 50840-95 присваивается степень заметности 0. В условиях тональной помехи 100 Гц разница в 38,6% случаев была незаметной (нулевая степень заметности) и 42,6% случаев заметной (2я степень заметности, в соответствие с ГОСТ Р 50840-95). - Усредняя сумму всех предпочтений, можно сделать вывод, что общая средняя характеристика присваиваемая разнице сравниваемых результатов, в соответствие с ГОСТ Р 50840-95 эквивалентна "заметно", с присвоением степени заметности - 2 (рис.3.4.)

На основании приведенных выводов, можно судить о достаточно высокой величине очищенных речевых сигналов, перед зашумленными, что свидетельствует о хорошем качестве и эффективности произведенной очистки с помощью исследуемого алгоритма очистки речевых сигналов.

4. Организационно-экономическая часть

Похожие статьи




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

Предыдущая | Следующая