حذف نويز از سيگنال گفتار با اصلاح طيف فركانسي سيگنال نويزي – بررسي روشهاي تخمين سيگنال به نويز محلي و كنترل و شكل دهي سطح نويز باقيمانده

Acoustic Noise Suppression using Frequency Methods- Local SNR Estimation, Residual Noise Level Control and Noise Shaping

دسته ي مهمي از روشهاي بهبود كيفيت گفتار، طيف فركانسي دوره كوتاه سيگنال نويزي را تغيير داده و اصلاح مينمايند اصلاحات طيفي اين روشها به صورت يك فيلتر در حوزه فركانسي بيان ميشود و بهره فيلتر ميتواند به صورت تابعي از سيگنال به نويز نمايش داده شود. در اين مقاله روشهاي حذف نوير از سيگنال گفتار مورد بررسي و ارزيابي قرار ميگيرد و بهره فيلتر براي برخي از روشهاي حذف نويز شناخته شده به صورت تابعي از سيگنال به نويز نمايش داده ميشود. روشهاي تخمين سيگنال به نويز بررسي ميشود و يك تكنيك جديد براي تخمين سيگنال به نويزپيشنهاد شده و ارزيابي ميگردد و برتري آن بر روشهاي قبلي نشان داده ميشود. در اين مقاله اصلاح روشهاي حذف نويز به منظور كم كردن اعوجاج سيگنال گفتار مطرح شده است. در اين روشها اثرات اصلاح فركانسي طوري تنظيم ميگردد كه با باقي گذاشتن مقداري از نويز اوليه، بهبود مشخصي در نسبت سيگنال به نويز بدست آيد و در عوض اعوجاج سيگنال گفتار حداقل گردد. براي اين كار با اعمال يك پارامتر، بهره چند روش حذف نويز براي دستيابي به سطح مشخصي از حذف نويز تنظيم ميگردد. همچنين براي خوشايند كردن نويز باقي مانده از شكل دادن نويز باقي مانده استفاده شده است. به منظور ارزيابي اين روشها تستهاي شنوايي براي بررسي جنبههاي مختلف گفتار از جمله نويز موسيقي، نويز باقيمانده، اكو و آثار غير طبيعي نويز ياقيمانده طراحي و اجرا شده است. نتايج اين تستها در مقاله حاضر براي چند روش حذف نويز گزارش شده است و روشهاي حذف نويز با يكديگر مقايسه شدهاند.

Many important speech enhancement methods operate in frequency domain. In these methods, a frequency gain filter is multiplied by the noisy spectrum. In this paper, frequency methods are investigated and the gain filters are shown as functions of the Signal to Noise Ratio (SNR). Since gain filters are functions of SNR, SNR estimation methods are presented and consequently a new SNR estimation method is proposed. Moreover, we proposed a technique for controlling the level of residual noise and shaping it. In our proposed techniques, the frequency gain filters are tuned in order to have less noise reduction and as a result achieve less distortion. In addition to controlling the level of noise, in our proposed technique, the shape of residual noise is changed in order to have more pleasant residual noise. For evaluation of methods, listening tests are performed and the results are reported based of four aspects of speech signals: musical residual noise, level of background noise, echo and unnatural residual noise. Evaluation of methods shows that the proposed methods are successful from these aspects point of view.