6030

6030

ارايه يك معماري جهت پياده سازي زمان- واقعي روش هاي بهبود گفتار مبتني بر دو ميكروفن

دكتري

كامپيوتر

پاييز 1387

پاييز 1387

دكتر اكبري

دكتر عياد

چكيده براي افزايش كيفيت سيگنال گفتار دريافتي استفاده از يك سامانه بهسازي گفتار الزامي است . از آنجا كه الگوريتم هاي بهسازي گفتار در كاربردهاي قابل حمل مانند تلفن هاي سلولي استفاده مي شوند و اين دستگاه ها همواره با مشكل توان مصرفي الگوريتم ها مواجه اند، ميزان پيچيدگي محاسباتي الگوريتم هاي مورد استفاده اهميت بسياري در اين كاربردها دارد . به علاوه در الگوريتم هاي مورد استفاده در چنين كاربردهايي زمان آماده شدن پاسخ در خروجي اهميت فراواني دارد . اين مساله لزوم طراحي سامانه هايي بهسازي گفتار زم ان‐واقعي را روشن ميكند. به طور كلي سامان ه هاي بهسازي گفتار را مي توان به دو دسته چندميكروفني و تك ميكروفني تقسيم كرد . كاربردهاي تك ميكروفني بهسازي گفتار بخاطر ساده تر بودن و كم هزينهتر بودن مورد توجه اند. در كاربردهاي چند ميكروفني بهسازي گفتار، با توجه به آنكه ب يش از يك كانال موجود است اطلاعات ب يشتري در دسترس است و بهسازي گفتار به نحو موثرتر ي انجام م يگيرد. در اين ميان روش هايي ك ه از دو ميكروفن استفاده ميكنند، به عنوان روش هايي كه از كاهش نويز مكاني استفاده ميكنند و هزينه نسبتا پاييني دارند، مطرح هستند . از آنجايي كه هدف نهايي از انجام بهسازي گفتار در اين پاياننامه اجراي زمان‐واقعي آنهاست ، روش هاي مورد نظر در اين پايان نامه روش هايي هستند كه علاوه بر آنكه با استفاده از دو ميكروفن كارايي بالايي فراهم ميكنند و از نظر زمان اجرا و پيچيدگي محاسباتي در سطح مطلوبي قرار داشته باشند . در تمامي روش هاي مطرح شده در اين پايان نامه مساله پياده سازي هم زمان مد نظر بوده است. در اين رساله يك تق سيمبندي از روش هاي دو ميكروف ني بهسازي گفتار معرفي شده و اين روش ها به چهار گروه تقسيم شده اند. گروه اول روشهاي مبتني بر همبستگي هستند . اين روش ها از فرض همبستگي بين سيگنال - هاي گفتار دريافتي و عدم همبستگي سيگنال هاي نويز دريافتي استفاده مي كنند . گروه دوم روشه ا، روشهايي هستند كه از هم بستگي سيگنال هاي تميز استفاده مي كنند اما از شرط عد م همبستگي نويزها بهره نمي گيرند . در اين روش ها كه در اين رساله به عنوان روش هاي مبتني بر نويز شناخته مي شوند ، از تخمين آمارگان توامان سيگنالها استفاده مي شود. در اين رساله چند نوآوري در مورد روش هاي مبتني بر تخمين نويز ارائه شده است . گروه سوم روش هاي مبتني بر فاز هستند . در اين روش ها از اختلاف فاز سيگنال هاي دريافتي به عنوان يك معيار براي بهسازي استفاده مي شود. در اين گروه دو روش مبتني بر فاز براي محيط هاي نويز پخشنده پيشنها د شده است. گروه چهارم شامل روش هاي مي شود كه مبتني انرژي هستند . اين روش ها از تفاوت انرژي سيگنال هاي دريافتي به عنوان يك معيار براي بهسازي گفتار استفاده مي كنند. نتايج ارزيابي هاي به عمل آمده روي روش ه اي مطرح شده در پايان نامه نشان مي دهد كه كه روش هاي پيشنهادي در پايان نامه كارايي قابل قبولي نسبت به روش - هاي پيشين دارند. در اين پايان نامه مساله پيادهسازي روشهاي پيشنهادي بررسي شده و چند راهكار براي پياده سازي زمان ‐ واقعي روش ها ارائه مي شود. بررسي پياده سازي روش ها روي پردازنده هاي مميز ثابت نشان مي دهد ك ه روش هاي پيشنهادي قابليت پياده سازي زمان‐واقعي با توان مصرفي محدود را دارند . نتايج ارزيابي هاي به عمل آمده در مورد روش مبتني بر انرژي نشان دهنده آن است كه اين روش ها علاوه بر داشتن كارايي بالاتر، به دليل كم بودن پارامترهاي تخميني ميتوانند در سيستمهاي زمان‐واقعي به كار گرفته شوند.