Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Quality assessment of speech signals under a process of echo cancelation in telecommunications systems

Dobrucki Andrzej, Kin Maurycy, Walczyński Maciej

Vibrations in Physical Systems

|

2022

|

Vol. 33, nr 1

art. no. 2022111

EN

The phenomenon of echo in the telecommunications channels is caused by the reflection of an electrical signal in a long line. In order to improve the quality of the transmitted sound, various adaptive filters are used to remove or at least reduce the level of the reflected delayed signal. However, such a process may result in a degradation in the quality of speech, although its intelligibility may not get worse. The work presents the results of subjective studies on assessing the quality of speech signals under the process of acoustic echo cancellation using different algorithms. The algorithms studied were: LMS (Least Mean Squares), NLMS (Normalized Least Mean Squares) and AP (Affine Projection). The study consisted of assessing the signal quality after applying the echo elimination process using the Degradation Category Rating method. A total of 312 signals were used in the test: 192 male speech and 120 female speech samples. Echo simulation was used using different delay times and levels of echo signal. Both types of speech have signal delay times of 20 ms, 50 ms, 100 ms and 200 ms with echo level values of -6 dB, -12 dB, -18 dB and -24 dB. In addition, for female speech signals, a delay time of 150 ms was introduced. The study involved 14 people aged between 18 and 38, including six women and eight men. All subjects had normal good hearing. Seven listeners had participated in subjective listening tests of the sound quality assessment previously. The listeners’ opinions were collected on prepared questionnaire. It was found that the highest ratings were given to the AP filter, while the worst ratings were featured the NLMS. It should also be noted that the range between the results obtained for AP and NLMS for female speech is smaller in comparison to male. It is also interesting that the discrepancy in ratings was greatest for a delay time of 100 ms for the AP filter and 200 ms for the LMS filter. It can therefore be concluded from the obtained results that, in the case of acoustic echo cancelation, AP filter introduced the lowest quality degradation while the LMS achieved slightly worse average ratings when compared to the AP filter . The NLMS filter characterized by the worst ratings, and in some cases received twice the quality degradation compared to the AP filter.

2

Model-Based Method for Acoustic Echo Cancelation and Near-End Speaker Extraction: Non-negative Matrix Factorization

Agrawal P., Shandilya M.

Journal of Telecommunications and Information Technology

|

2018

|

nr 2

15--22

EN

Rapid escalation of wireless communication and hands-free telephony creates a problem with acoustic echo in full-duplex communication applications. In this paper a simulation of model-based acoustic echo cancelation and near-end speaker extraction using statistical methods relying on nonnegative matrix factorization (NMF) is proposed. Acoustic echo cancelation using the NMF algorithm is developed and its implementation is presented, along with all positive, real time elements and factorization techniques. Experimental results are compared against the widely used existing adaptive algorithms which have a disadvantage in terms of long impulse response, increased computational load and wrong convergence due to change in near-end enclosure. All these shortcomings have been eliminated in the statistical method of NMF that reduces echo and enhances audio signal processing.

3

Family of Parallel LMS-based Adaptive Algorithms of Echo Cancellation

Dobrucki A., Walczyński M., Bożejko W.

Computational Methods in Science and Technology

|

2015

|

Vol. 21, No. 4

191--200

EN

In this paper we propose a number of new, genuine parallel LMS-based adaptive algorithms in the context of their use in the acoustic echo cancellation. The most complex parts of the LMS-based algorithms were determined and parallelized. A number of genuine parallelization methods were proposed taking into consideration varied types of architectures of modern concurrent computing environment, such as GPUs, clusters of workstations and cloud computing.

4

In-Band Full-Duplex Wireless Communications - From Echo Cancellation to Self-lnterference Cancellation

Ling F.

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2014

|

nr 8-9

728--734

EN

In-band full-duplex (IBFD) technology for wireless Communications is considered in this paper. Its predecessors, operation principles and basic building blocks are presented. Specifically, one of its key blocks, self-interference canceller (SIC), is discussed in detail and compared with the well-studied echo canceller (EC) used in wireline modems. Their similarities and differences are discussed. Their structure, design, characteristics and implementation considerations are presented. Considering the time varying nature of wireless channels, the impacts of time variation to SIC's performance are analyzed by establishing a novel linearized model of the canceller. The optimal selections of its adaptation time constants are considered based on the analysis. Moreover, it is shown that non-lineartties in the transmitter and receiver are main limiting factor for SIC. Based on these results, various factors that impact the overall performance of SIC are summarized. The methods of improving its performance are also discussed. Rozważa się technikę transmisji dupleksowej z wykorzystaniem tego samego pasma w obu kierunkach transmisji. Zaprezentowano techniki poprzedzające tę nową metodę, jej zasadę działania, jak i bloki funkcjonalne w niej występujące. W szczególności omówiono najbardziej istotny blok funkcjonalny - kompensator interferencji własnych, który porównano z dobrze znanym kompensatorem echa stosowanym w modemach przewodowych. Przedyskutowano ich podobieństwa i różnice między nimi. Zaprezentowano struktury, zasady projektowania, charakterystykę oraz szczegóły implementacyjne. Przeanalizowano wpływ zmienności kanałów radiowych na jakość działania kompensatora, przedstawiając jego nowy, zlinearyzowany model. Na podstawie tej analizy rozważono optymalny wybór jego starych czasowych. Co więcej, pokazano, że nieliniowości w nadajniku i odbiorniku są podstawowym czynnikiem ograniczającym w działaniu kompensatora interferencji własnych. Na podstawie wyników rozważań podsumowano różne czynniki wpływające na jakość działania kompensatora. Przedyskutowano również metody jej poprawy.

PL

Rozważa się technikę transmisji dupleksowej z wykorzystaniem tego samego pasma w obu kierunkach transmisji. Zaprezentowano techniki poprzedzające tę nową metodę, jej zasadę działania, jak i bloki funkcjonalne w niej występujące. W szczególności omówiono najbardziej istotny blok funkcjonalny - kompensator interferencji własnych, który porównano z dobrze znanym kompensatorem echa stosowanym w modemach przewodowych. Przedyskutowano ich podobieństwa i różnice między nimi. Zaprezentowano struktury, zasady projektowania, charakterystykę oraz szczegóły implementacyjne. Przeanalizowano wpływ zmienności kanałów radiowych na jakość działania kompensatora, przedstawiając jego nowy, zlinearyzowany model. Na podstawie tej analizy rozważono optymalny wybór jego starych czasowych. Co więcej, pokazano, że nieliniowości w nadajniku i odbiorniku są podstawowym czynnikiem ograniczającym w działaniu kompensatora interferencji własnych. Na podstawie wyników rozważań podsumowano różne czynniki wpływające na jakość działania kompensatora. Przedyskutowano również metody jej poprawy.

5

Układy kompensacji echa sygnału nadawanego przez sprzężenie z obwodem zasilania odbiornika

Rudziński A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 12a

201-204

PL

W niniejszej pracy przedstawiona jest idea metody kompensacji echa sygnału polegająca na wprowadzeniu jego kopii do obwodu zasilania odbiornika. Rozwiazanie takie teoretycznie pozwala uniknąć nasycenia odbiornika przy dowolnie dużej mocy sygnału nadawanego. W pracy przedstawione są dwie możliwe realizacje tej metody (pasywna i aktywna) oraz wyniki pierwszych pomiarów dowodzących jej działania.

EN

This paper presents a method of echo compensation obtained by injection of the echo's copy into the receiver's power supply circuit. This solution theoretically allows to avoid saturation of the receiver at arbitrarily high power of the emitted signal. In the paper two possible layouts utilizing the method are discussed (passive and active) along with results of first experiments providing the capability to obtain echo cancellation with them.

6

Metoda kasowania echa silnego sygnału nadawanego przez sprzężenie z obwodem zasilania odbiornika

Rudziński A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 12

122-124

PL

W niniejszej pracy przedstawiona jest idea metody kasowania echa silnego sygnału pochodzącego z nadajnika, który współdzieli medium transmisyjne (np. antenę) z odbiornikiem. Taka konfiguracja może prowadzić do stałego nasycenia odbiornika, co uniemożliwia zastosowanie metod kasowania echa opartych na cyfrowym przetwarzaniu sygnału lub aktywnej filtracji. Opisana metoda polega na wprowadzeniu kopii niepożądanego sygnału do obwodu zasilania odbiornika i teoretycznie ona pozwala uniknąć nasycenia odbiornika przy dowolnie dużej mocy sygnału nadawanego. W pracy przedstawione są wyniki pierwszych pomiarów potwierdzających działanie tej metody.

EN

In this paper, there is presented a method of cancellation of echo of a strong signal coming from a transmitter sharing a common transmission medium (e.g. an antenna) with a receiver. In this configuration, a constant saturation of the receiver may occur, making impossible application of echo cancellation method based on digital signal processing or active filtration. The idea of the discussed method is to inject a copy of the unwanted signal into the receiver's power supply circuit and theoretically it allows to avoid the receiver's saturation at arbitrarily high power of the transmitted signal. First results of measurements supporting the proposed method are presented.

7

System kontroli zakłóceń akustycznych w urządzeniach głośnomówiących

Bielawski K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 10

145-150

PL

Przedstawiono połączony system kontroli echa akustycznego i zakłóceń środowiskowych w instalacjach glośnomówiących. Jest on zbudowany na nierównomiernym banku filtrów, który aproksymuje psychoakustyczną skalę Bark, dzięki zastosowanej transformacji dwuliniowej filtrami wszechprzepustowymi pierwszego rzędu. Zastosowano podpasmowy kompensator echa akustycznego w strukturze niezależnej od banku syntezy oraz algorytm tłumienia słyszalnych komponentów zakłóceń środowiskowych. Przedstawione w artykule rezultaty potwierdzają skuteczność prezentowanej konstrukcji w przypadku użycia jej jako systemu czołowego w instalacji głośnomówiącej, celem ogólnej poprawy słyszalności i zrozumiałości wypowiedzi, ze zdecydowaną redukcją szumów do poziomu tła akustycznego niezakłócającego mowy.

EN

This paper presents the integrated system to acoustic echo and noise reduction in order to improve the speech intelligibility in communication with used of hands-free devices. Processing in proposed combine system is based on nonuniform filter bank, witch approximate psychoacoustic properties of the human hearing system. The first order all-pass transformation is used to fit the nonuniform spread of the band to Bark scale. Synthesis independent subband acoustic echo canceller is used for acoustic echo control and audible noise suppression algorithm for noise reduction.

8

Perceptually motivated approaches to speech enhancement. Part 1, Elimination of the musical noise phenomenon

Borowicz A., Petrovsky A. A.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2004

|

Vol. 50, z. 3

379-394

EN

This paper addresses the problem of noise reduction in speech communication devices. Firstly, basis of the spectral weighting techniques and related problems are presented. Next, we describe psychoacoustic principles as a tool improvement of speech enhancement systems. Conventional methods aimed at elemination of residual noise and their psychoacoustic modifications are discussed. The differences between them are amphasized. Finally, advantages of perceptual approaches over conventional ones are presented. Paper shows that exploitation of psychoacoustic models in speech enhancement provides significant improvements especially residual noise reduction and decrease of speech distortion.

PL

Przedstawiono problematykę związaną z projektowaniem oraz użytkowaniem systemów transmisji mowy opartych na metodzie wag widmowych. Omówiono rolę takich zjawisk psychoakustycznych jak maskowanie, pasma krytyczne i absolutny próg słyszenia w procesie uzdatniania sygnału mowy. Dokonano zestawienia klasycznych metod uzdatniania sygnału mowy ukierunkowanych na eliminację tonów muzycznych z systemami opartymi na psychoakustycznej modyfikacji metody wag widmowych. Porównano wyniki zastosowań rozwiązań psychoakustycznych pod kątem możliwości tłumienia szumu środowiskowego i zapobiegania generacji zniekształceń sygnału mowy. Uwypuklono korzyści wynikające z zastosowań podstawowych właściwości psychoakustycznych systemu słuchowego człowieka w metodach wag widmowych, jednocześnie wskazano ograniczenia tych metod i możliwości ich optymalizacji.

9

Perceptually motivated approaches to speech enhancement. Part 2, Psychoacoustic optimization of spectral weighting rules

Borowicz A., Petrovsky A. A.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2004

|

Vol. 50, z. 3

395-409

EN

This paper focuses on the class of speech enhancement systems, which capitalize on psychoacoustic properties of the human ear. More advanced psychoacoustically motivated spectral weighting rules are described. Presented systems are analyzed and classified according to their similarity with a human auditory model. Especially, a comparison of improvements in musical noise cancellation and increasing speech intelligibility is performed. Moreover, advantages of the perceptual approaches over conventional ones are focused. Finally, perspectives of integrated psychoacoustically motivated speech enhancement and coding systems are discussed. Paper shows that integration of subband coder with speech enhancement system based on non-uniformly spaced filter bank leads to most promissing combined scheme.

PL

Dokonano przeglądu oraz porównania metod uzdatniania sygnału mowy motywowanych perceptualnie. Wskazano na niedoskonałość rozwiązań psychoakustycznych wykorzystujących klasyczne metody wag widmowych. Opierając się na literaturze zaprezentowano różne sposoby psychoakustycznej optymalizacji tych metod. Prezentowane systemy sklasyfikowano według stopnia zgodności z modelem słuchowym człowieka. Jednocześnie zestawiono wyniki zastosowań rozwiązań psychoakustycznych pod kątem możliwości tłumienia szumu środowiskowego i zapobiegabia zniekształceń sygnału mowy. W zestawieniu uwzględniono także połączone systemy eliminacji echa i redukcji szumów. Ostatecznie przedstawiono perspektywy integracji systemu uzdatniania sygnału mowy z systemem kodowania podpasmowego uwydatniając wykorzystanie modeli psychoakustycznych jako element wspólny obu systemów.