B2M31DSP cvičení
Adaptivní metody pro potlačování aditivního šumu ve frekvenční oblasti
(potlačování stacionárního šumu v nestacionárním signálu)
Zpracovávané signály (pro načtení použijte vždy funkci loadbin.m):
Čisté nestacionární signály s[n]:
- krátký úsek znělé hlásky vm0.bin (možnost sledovat detaily v časovém průběhu),
- delší promluva SA001S01.CS0 s možností poslechu.
Směs (zašuměný signál) x[n] vytvořte vždy sečtením čisté signálu a aditivního šumu přenásobeného konstantou k = 0.1, tj. s[n] = s[n] + k*n[n]. Orientačně vyzkoušejte i variantu s nižší úrovní šumu (k = 0.05) resp. s vyšší úrovní šumu (k = 0.5).
Modifikace potlačování šumu ve frekvenční oblasti pro
nestacionární signály
Algoritmus spektrálního odečítání již modifikaci nevyžaduje, je založen na odečtení dostupného odhadu amplitudového spektra šumu od aktuálního segmentu zašuměného řečového signálu.
V algoritmus na bázi Wienerovy filtrace definujte frekvenční charaktristiku vždy pro každý jednotlivý krátkodobý segment (tzv. adaptivní WF), analogicky počítejte zisk při potlačování na bázi DCT.
Potřebné spektrální charakteristiky šumu odhadněte z dostupného přičítaného šumu (při zpracování signálu vm0.bin) resp. z prvních 30 segmentů zašuměného signálu bez řečové aktivity (při zpracování signálu SA001S01.CS0).
Odhady spektrálních výkonových hustot čistého signálu určete v prvním kroku na bázi výkonových spekter s čistého signálu (nerealistický ideální limitní případ).
Pro realistické řešení v případě dostupnosti pouze zašuměného signálu odhadněte spektrální výkonové hustoty čistého signálu na bázi spektrálního odečítání příslušných výkonových spekter.
Výsledek:
Porozujte časové průběhy i spektrogramy vstupního a výstupního signálu pro případ zpracování
pomocí Wienerovy filtrace, potlačování šumu na bázi DCT resp. spektrálního odečítání pro signály vm0.bin a SA001S01.CS0 a aditivní šum nc2.bin.
Odhadněte vždy SNR vstupního a výstupního signálu (resp. odhad SNRE)
a srovnejte pro všechny výše uvedené metody. Pro výpočet SNR počítejte s dostupným referenčním čistým signálem a výkony řečového signálu počítejte pouze z oblastí s řečovou aktivitou.
Srovnejte dosažené výsledky také pro aditivní šumy nc1.bin a nc3.bin.
Vyzkoušejte vliv vyhlazování při odhadu spektrální výkonové hustoty čistého signálu na bázi exponenciálního zapomínání s parametrem zapomínání cca q = 0.5.
English version of this page