B2M31DSP cvičení
Inverzní filtrace, vliv šumu, Wienerova filtrace
Simulace zkreslení kanálu (přímá filtrace)
Póly all-pole IIR filtru 2. řádu jsou p_1|2 = 0.98 * e
^ (+/- j* 11*pi/12 ) . Určete koeficienty polynomu v čitateli a jmenovateli přenosové funkce i frekvenční charakteristiku tohoto filtru, který bude simulovat zkreslení v přenosovém kanálu pro přenos signálu vzorkovaného 16 kHz.
Pro akustický řečový signál SA001S01.CS0 (vzorkovací kmitočet je 16000 Hz, pro načtení použijte funkci loadbin.m) simulujte pomocí výše uvedeného filtru přenos akustickým kanálem, sledujte zkreslení kanálu ve spektru i poslechem.
Výsledek:
Frekvenční charakteristika filtru pro simulaci kanálu při fs = 16 kHz.
Časové průběhy a spektrogramy na vstupu i výstupu simulovaného kanálu pro přenášený signál SA001S01.CS0.
Referenční výsledek pro srovnání:
Výkon původního signálu: P_orig = 0.0010878.
Výkon filtrovaného (zkresleného) signálu: P_zkresl = 0.0012058.
Inverzní filtrace
Určete koeficienty inverzního filtru pro kompenzaci zkreslení daného kanálu a pozorujte také jeho frekvenční charakteristiku.
Realizujte kompenzaci zkreslení přenosového kanálu inverzní filtrací signálu na jeho výstupu a srovnejte s původním signálem na vstupu kanálu.
Sledujte kompenzaci zkreslení kanálu opět ve spektru i poslechem.
Časový průběh a spektrogram výstupního signál s kompenzovaným zkreslením, tj. signálu pro inverzní filtraci.
Inverzní filtrace za přítomnosti šumu v kanálu
K signálu na výstupu simulovaného kanálu přičtěte Gaussovský bílý šum nízké úrovně. Volte násobnou konstantu scale=0.002, tj. šum kanálu volte chnoise=scale*randn(slen,1); a určete SNR signálu na výstupu kanálu.
Opakujte stejným způsobem kompenzaci zkreslení přenosového kanálu inverzní filtrací signálu na jeho výstupu za přítomnosti šumu a určete SNR kompenzovaného signálu.
Sledujte opět kompenzaci zkreslení kanálu a vliv šumu při iverzní filtraci ve spektru i poslechem.
Výsledek:
Časové průběhy a spektrogramy výstupního signálu s modelovaným šumem kanálu a signálu po inverzní filtraci za přítomnosti šumu.
SNR pro oba tyto signály.
Referenční výsledek pro srovnání:
SNR na vstupu inverzního filtru: SNR_zkresl = 24.78 dB.
SNR po inverzní filtraci: SNR_inv = 16.94 dB.
Potlačování vlivu šumu při inverzní filtraci pomoci WF
Realizujte inverzní filtraci ve frekvenční oblasti pomocí metody OLA s obecným oknem a ověřte dosažení stejného výsledku jako v případě filtrace v časové oblasti.
Realizujte potlačení vlivu šumu při inverzní filtraci pomocí Wienerova filtru a dosaženou kompenzaci zkreslení i potlačení vlivu šumu kanálu sledujte opět ve spektru i poslechem.
Určete opět SNR výstupního signálu po komenzaci vlivu kanálu.
Výsledek:
Časový průběh a spektrogram výstupního signálu při realizaci prosté inverzní filtrace ve frekvenční oblasti.
Časový průběh a spektrogram výstupního signálu při realizaci inverzní filtrace ve frekvenční oblasti s Wienrovým filtrem.
Určete SNR výstupního signálu při použití inverzního filtru s WF.
Referenční výsledek pro srovnání:
SNR po inverzní filtraci s WF: SNR_inv,WF = 19.38 dB.
English version of this page