Гибкий порог фильтрации речевого сигнала.

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

“БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ”

кафедра Сетей и устройств телекоммуникаций

РЕФЕРАТ

На тему:

«Пороги и методы фильтрации речевого сигнала в вейвлет области»

МИНСК, 2008

Жесткий порог фильтрации речевого сигнала.

Жесткий порог фильтрации устанавливается для каждого уровня вейвлет разложения.

Данный порог реализуется следующим образом:

- на i-м уровне разложения вычисляется уровень порога по формуле

,                                              (1)

где – значение вейвлет-отсчета с максимальной амплитудой; –количество ненулевых вейвлет-отсчетов.

В процентном соотношении данное выражение имеет вид

,                                          (2)

где  – величина порога в процентах;

- поэлементное сравнение всех ненулевых элементов N-го уровня с заданным порогом  и обнуления всех отчетов, равных или меньше данного уровня.

Достоинства данного метода пороговой обработки:

- самая маленькая вычислительная сложность из рассмотренных методов.

Недостатки данного метода пороговой обработки:

- возможность полной потери полезного сигнала при высоком уровне

 шума;

- возможность потери полезного сигнала также и при малом уровне шума.

Блок схема алгоритма фильтрации с жестким порогом представлена на рис. 1.

Рис. 1. Блок схема алгоритма фильтрации с жестким порогом

На рис. 2 слева представлены графики двух уровней вейвлет-разложения речевого сигнала (первого и второго детализирующего уровня и второго аппроксимационного уровня), а справа – графики вейлет-коэффициентов после пороговой обработки.

Рис. 2 Графики двух уровней вейвлет-разложения речевого сигнала и вейлет-коэффициентов после пороговой обработки

Гибкий порог фильтрации речевого сигнала.

При данном виде фильтрации для задания порога используется количественная оценка вейвлет-коэффициентов на каждом уровне разложения.

Данный метод заключается в следующем:

- на i-м уровне разложения вычисляется количество ненулевых вейвлет-коэффициентов ;

- вычисляется количество  обнуляемых вейвлет-коэффициентов на i-м уровне по следующей формуле

,                                                (3)

где  – количество уровней вейвлет-разложения;  – номер уровня разложения;

- устанавливается порядок обнуления вейвлет-коэффициентов: удаление элементов с минимальной или максимальной амплитудой.

Достоинства данного метода пороговой обработки:

- возможность достижения компромисса между качеством речевого сигнала и вычислительной сложностью;

- гибкость фильтрации зашумленного речевого сигнала.

Недостатки данного метода пороговой обработки:

- невозможность точно определить границы сигнала и шума.

Блок схема алгоритма фильтрации с гибким порогом представлена на рис. 3.

Рис. 3. Блок схема алгоритма фильтрации с гибким порогом

На рисунке 4 слева представлены графики двух уровней вейвлет-разложения речевого сигнала (первого и второго детализирующего уровня и второго аппроксимационного уровня), а справа – графики вейлет-коэффициентов после пороговой обработки.

Рис. 4 Графики двух уровней вейвлет-разложения речевого сигнала и вейлет-коэффициентов после пороговой обработки