Spektral genlik kestirimine dayalı konuşma iyileştirme yöntemlerinin analizi

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler: Konuşma İyileştirme, Akustik Gürültü Bastırma, Gürültü Kestirimi, Konuşma Varlığı Saptayıcı Tek kanallı gürültülü konuşmanın iyileştirilmesi veya gürültünün bastırılması ağır akustik gürültülü ortamlarda çalışan konuşma kodlama ve tanıma sistemlerinin performanslarını önemli ölçüde yükseltmektedir. Kısa dönem spektral genlik kestirimine dayanan konuşma iyileştirme yöntemleri, basit yapıları, sağladıkları etkin gürültü bastırma özellikleri ve düşük işlem yükü gibi özellikleri nedeniyle böyle bir uygulama için uygun bir çözüm sunmaktadırlar. Bu tez çalışmasında kısa dönem spektral genlik kestirimi için önerilen yöntemler incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Ayrıca genlik kestiriminde önemli bir yer tutan gürültü spektrum kestirimi ve konuşma varlığı saptayıcı blokları için son yıllarda önerilmiş ve yüksek performans gösteren yöntemler değerlendirilmiş ve kendi içlerinde karşılaştırılmışlardır. Öznel ve nesnel testler sonucunda en iyi sonucu veren yöntemlerin optimal olarak düzenlenmiş logaritmik en küçük ortalama karesel hataya dayanan genlik kestirim yöntemi, karma gürültü kestirim metodu ve yumuşatılmış olabilirlik oranı testine bağlı konuşma varlığı saptayıcı yöntemi oldukları tespit edilmiştir. Bu yöntemler birleştirilmiş ve yüksek performanslı bir konuşma iyileştirme sistemi kurulmuştur. Bu sistem, parametrik bir konuşma kodlama yöntemi olan LPC ile birleştirilmiş ve kodlayıcınm kalite ve anlaşılabilirlik açısından performansındaki artış gözlenmiş ve değerlendirilmiştir. xı

ANALYSIS OF SPEECH ENHANCEMENT METHODS BASED ON SPECTRAL AMPLITUDE ESTIMATION SUMMARY Keywords: Speech Enhancement, Acoustic Noise Suppression, Noise Estimation, Voice Activity Detection Enhancement of noisy speech can drastically improve the performance of speech coding and recognition systems which work at high acoustic noisy environments. Speech enhancement methods based on short time spectral amplitude estimation provides a perfect solution for such an application because of its ease of implementation, effective noise suppression and low computational load properties. Methods proposed for short time spectral amplitude estimation are analysed and compared in this dissertation. Also methods for noise spectrum estimation and voice activity detection blocks which play an important role in spectrum amplitude estimation are evaluated and compared. Objective and subjective tests are applied and the best results are obtained by optimally modified logarithmic minimum mean square error spectrum estimation, mixed-decision based noise estimation and smoothed likelihood ratio test based voice activity detection methods. These methods are then combined to obtain a high-performance speech enhancement system. This system is used in concatenation with a parametric speech coding system (LPC, Linear Predictive Coding) and the improvement of the coder performance in terms of quality and intelligibility is observed. xn