توسعه روش های مبتنی بر ویژگی برای جداسازی گفتار دو گوینده همزمان
چکیده
در یک مهمانی، ما می توانیم به یک صدای خاص توجه ویژه داشته باشیم و دیگر صداهای تداخلی موجود در محیط اطراف خود را فیلتر نماییم. این قابلیت ادراکی، باعث ایجاد انگیزه ای برای پدید آوردن یک زمینه مطالعاتی جدید گردید. هدف این زمینه مطالعاتی، طراحی سیستم های جداسازی گفتار بر اساس اصول سیستم شنوایی انسان است. در بسیاری از کاربردها نظیر بازشناسی گفتار اتوماتیک و مخابرات راه دور به یک سیستم موثر که توانایی جداسازی سیگنال گفتار هدف از سیگنال تداخلی را در شرایط تک میکروفونه داشته باشد، نیاز می باشد. بر این اساس در این رساله، سیستمی برای جداسازی سیگنال گفتار از تداخل در شرایط تک میکروفونه ارائه می نماییم. سیستم جداسازی گفتار تک میکروفونه پیشنهادی بر اساس ویژگی فرکانس گام در حوزه فرکانس مدولاسیون طراحی گردیده است. جداسازی بر اساس فیلتر نمودن سیگنال نویزی با استفاده از ماسک تخمین زده شده در حوزه طیف مدولاسیون با به کارگیری محدوده فرکانس گام تخمین زده شده، انجام می گیرد. برای بهبود عملکرد سیستم جداسازی پیشنهادی، یک سیستم جداسازی تک میکروفونه ترکیبی نیز پیشنهاد می گردد. در این سیستم، از فیلتر نمودن مدولاسیون همدوس وفقی برای جداسازی زیرباندهای با فرکانس پایین و از سیستم جداسازی تک میکروفونه ناهمدوس بازگشتی برای جداسازی زیرباندهای با فرکانس بالا استفاده می گردد. در فیلتر نمودن مدولاسیون همدوس وفقی، برای حذف سیگنال تداخلی از فیلتر وفقی affine projection استفاده می گردد که این فیلتر بر روی سیگنال مدولاتور بدست آمده از تبدیل مدولاسیون همدوس، اعمال می گردد. همچنین با به کارگیری یک میکروفون اضافه یک سیستم جداسازی دو میکروفونه بر اساس ویژگی های اختلاف زمانی برای زیرباندهای با فرکانس پایین و اختلاف چگالی برای زیرباندهای با فرکانس بالا، به منظور افزایش کیفیت سیگنال جدا شده پیشنهاد می نماییم. در سیستم دو میکروفونه پیشنهادی، جداسازی سیگنال هدف از تداخل بر مبنای ماسک باینری زمان- فرکانس تخمین زده شده بر اساس دو ویژگی مکانی اختلاف زمانی و اختلاف چگالی انجام می گیرد. نتایج ارزیابی نشان می دهد که سیستم های پیشنهادی تک میکروفونه در مقابل تداخل مقاوم است و در شرایطی که انرژی سیگنال تداخلی زیاد باشد نیز قادر به جداسازی گفتار هدف با کیفیت خوب می باشد. همچنین نتایج بدست آمده از سیستم جداسازی دومیکروفونه نشان دهنده جداسازی قسمت های واکدار و بی واک سیگنال گفتار هدف از سیگنال تداخلی با کیفیتی مورد قبول است.