English version of this page

Úkoly k vypracování:

• Příprava modelovaných a reálných 2-kanálových signálů
  • Vytvořte modelované signály simulující snímání řečového signálu 2 mikrofony v různých uspořádáních a za různých akustických podmínek.
    • Simulace 1:
      - signál v kanálu 1: SA001S01.CS0 (tento i všechny následující signály jsou binární: 16 bitové PCM-soubory bez hlavičky, vzorkovací kmitočet je 16 kHz, k načtení použijte následující funkci loadbin.m)
      - signál v kanálu 2 vytvořte zpožděním signálu z kanálu 1 o 20 vzorků (IDEÁLNÍ ZPOŽDĚNÍ).
    • Simulace 2:
      - signál v kanálu 2 vytvořte ze signálu z kanálu 1 filtrací FIR filtrem (širokopásmová HP - mezní kmitočet 0.05*fs/2, řád 30)
      - do obou kanálů přidejte také bílý šum malé úrovně (standardní odchylka bílého Gaussovského šumu cca 0.1-0.01). Nezapomeňte pro každý kanál vygenerovat vlastní nezávislou realizaci šumu.
  • Ze signálů v obou kanálech vyberte ve stejné pozici vysoce korelované segmenty délky 3000 vzorků.
  • Výsledek:
    • Pro vytvořené signály dle Simulace 1 a Simulace 2 zobrazte signály přes sebe a pozorujte zpoždění a různou míru podobnosti v časových průbězích.

  • Uvažujte také dvojice reálných signálů přímo snímaných dvěma mikrofony a vyberte opět korelovaný úsek ve stejné pozici, jako v případě vytvořených simulací.
    
    • Reálné signály I: kanál 0 (CS0) - SA001S01.CS0, kanál 1 (CS1) - SA001S01.CS1, kanál 2 (CS2) - SA001S01.CS2, kanál 3 (CS3) - SA001S01.CS3,
  • Výsledek:
    • Zobrazte signály přes sebe a pozorujte zpoždění a různou míru podobnosti v časových průbězích pro reálné dvojice signálů Reálné signály I, v první řadě pro dvojici kanálů CS0-CS1, pak i pro další dvojice CS0-CS2, CS0-CS3, případně uvažte i další možné kombinace.

  • V případě dostatku volného času opakujte také pro následující reálné signály:
    • Reálné signály II: kanál 0 (CS0) - SA176S01.CS0, kanál 1 (CS1) - SA176S01.CS1, kanál 2 (CS2) - SA176S01.CS2, kanál 3 (CS3) - SA176S01.CS3,
    • Reálné signály III: kanál 0 (CS0) - SA005S01.CS0, kanál 1 (CS1) - SA005S01.CS1, kanál 2 (CS2) - SA005S01.CS2, kanál 3 (CS3) - SA005S01.CS3,

• Analýza zpoždění 2-kanálových signálů pomocí vzájemné korelace
  • Určete zpoždění mezi kanály pro dostupné připravené modelované a reálné signály pomocí vzájemné korelace ve vybraném kratším kvazistacionárním segmentu.
  • Výsledek: Pro vybranou dvojici segmentů vykreslete
    • oba vybrané segmenty přes sebe a sledujte zpoždění v časové oblasti
    • průběh vzájemné korelační funkce se zaměřením na pozici hlavního maxima
    • sledujte vliv prohození pořadí signálů na vstupu funkce xcorr

• Analýza zpoždění 2-kanálových signálů ze vzájemné spektrální výkonové hustoty
  • Vysvětlete princip výpočtu vzájemné spektrální výkonové hustoty dvoukanálových signálů a diskutujte vlastnosti této funkce.
  • Určete zpoždění mezi 2 kanály pro dostupné řečové signály z lineárních úseků fáze vzájemné spektrální výkonové hustoty a srovnejte s výsledky získané pomocí xcorr resp. cpsd.
  • Uvažujte dvojice simulovaných a reálných signálů připravené v předchozím krku této úlohy.
  • Výsledek:
    • Odhad CPSD pro vybraný vysoce korelovaný úsek u signálů ze Simulace 1, Simulace 2 a Reálné signály I.

  ---

• Měření impulsové odezvy místnosti a modelování konvolučního zkreslení
  • Určete přenosovou funkci a impulsovou odezvu uzavřené místnosti ze signálů snímaných ve třech různých kanálech x1, x2 a x3 (tj. pomocí mikrofonů různé kvality v různých pozicích) s využitím referenčního kanálu x0 snímaného kvalitním headset mikrofonem. Signály v jednotlivých kanálech jsou:
    x0 - SA001S04.CS0, x1 - SA001S04.CS1, x2 - SA001S04.CS2, x3 - SA001S04.CS3
    (signály jsou binární: 16 bitové PCM-soubory bez hlavičky, vzorkovací kmitočet je 16 kHz, k načtení použijte následující funkci loadbin.m)
  • Přenosovou funkci (frekvenční charakteristiku) mezi signálem x0 a x1 (x2, x4) určete pomocí dostupné funkce tfestimate.
  • Z přenosové funkce ve frekvenční oblasti určete impulsovou odezvu modelující dozvuk v místnosti.
  • Výsledek: Zobrazte :
    • odhad přenosové funkce T_01 (mezi kanály CS0 a CS1), a analogicky i přenosové funkce T_02 a T_03,
    • odhady impulsových odezev h_01, h_02 a h_03.

  • S využitím odhadnuté impulzní napočítané odezvy místnosti modelujte zkreslení signálů x1, x2 a x3 filtrací signálu x0.
  • Výsledek:
    • Zobrazte časové průběhy a spektrogramy signálů z kanálů CS0, CS1, CS2 a CS3 (tj. x0, x1, x2 a x3) a a srovnejte je se spektrogramy modelovaných signálů CS1-mod, CS2-mod a CS3-mod.
    • Reálné a modelované signály srovnejte také ilustrativním poslechem.