Thuật toán trừ phổ trong xử lý tiếng nói: Đồ án tốt nghiệp chi tiết

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trường Cao Đẳng CNTT Hữu

Nghị Việt Hàn đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được ngồi học trong lớp học Tin Học

Viễn Thông Khóa 4 của trường, em gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô bộ môn

thuộc khoa công nghệ thông tin ứng dụng đã nhiệt tình giảng dạy, cung cấp kiến thức

và giúp đỡ động viên để em có thể hoàn thành được đồ án này. Đặc biệt gửi lời cảm ơn

chân thành tới cô Phan Thị Lan Anh đã hướng dẫn tận tình cho em trong suốt thời gian

làm đồ án.

Xin cảm ơn những người thân trong gia đình tôi, cảm ơn những người bạn thân

thiết đã giúp đỡ tôi trong những lúc khó khăn nhất.

Sinh viên thực hiện:

Lương Văn Phượng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i

MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ CÁC THUẬT NGỮ TIẾNG ANH ............ v

DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................... vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... viii

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TIẾNG NÓI ........ 2

1.1 Giới thiệu chương .................................................................................................... 2

1.2 Nâng cao chất lượng tiếng nói là gì ? ..................................................................... 2

1.3 Tín hiệu, hệ thống và xử lý tín hiệu ....................................................................... 3

1.3.1 Tín hiệu ............................................................................................................. 3

1.3.2 Nguồn tín hiệu .................................................................................................. 4

1.3.3 Hệ thống và xử lý tín hiệu ................................................................................ 4

1.3.4 Phân loại tín hiệu ............................................................................................. 5

1.4 Lý thuyết về nhiễu ................................................................................................... 5

1.4.1 Nguồn nhiễu ..................................................................................................... 5

1.4.2 Nhiễu và mức tín hiệu tiếng nói trong các môi trường khác nhau ................ 7

1.5 Tín hiệu rời rạc theo thời gian................................................................................ 8

1.5.1 Tín hiệu bước nhảy đơn vị ............................................................................... 8

1.5.2 Tín hiệu xung đơn vị......................................................................................... 9

1.5.3 Tín hiệu hàm mũ ............................................................................................... 9

1.5.4 Tín hiệu hàm sin rời rạc ................................................................................... 9

1.6 Phép biến đổi Fourier của tín hiệu rời rạc DTFT ................................................ 9

1.6.1 Sự hội tụ của phép biến đổi Fourier .............................................................. 10

1.6.2 Quan hệ giữa biến đổi Z và biến đổi Fourier ................................................ 10

1.6.3 Phép biến đổi Fourier ngược ......................................................................... 10

1.6.4 Các tính chất của phép biến đổi Fourier ....................................................... 11

1.6.5 Phân tích tần số (phổ) cho tín hiệu rời rạc ................................................... 12

iii

1.6.6 Phổ biên độ và phổ pha .................................................................................. 12

1.7 Các thuật toán sử dụng nâng cao chất lượng tiếng nói ...................................... 13

1.7.1 Trừ phổ ............................................................................................................ 13

1.7.2 Mô hình thống kê ............................................................................................ 13

1.8 Tín hiệu tiếng nói ................................................................................................... 13

1.9 Cơ chế tạo tiếng nói ............................................................................................... 15

1.9.1 Bộ máy phát âm của con người ..................................................................... 15

1.9.2 Mô hình kỹ thuật của việc tạo tiếng nói ........................................................ 16

1.9.3 Phân loại âm ................................................................................................... 16

1.9.4 Thuộc tính âm học của tiếng nói ................................................................... 16

1.10 Kết luận chương................................................................................................... 17

CHƯƠNG 2 : ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TIẾNG NI ....................................... 18

2.1 Giới thiệu chương .................................................................................................. 18

2.2 Phương pháp đánh giá chủ quan ......................................................................... 18

2.2.1 Các phương pháp đánh giá tuyệt đối ............................................................. 18

2.2.2 Các phương pháp đánh giá tương đối ........................................................... 19

2.2.2.1 Đánh giá bằng phương pháp so sánh các mẫu tín hiệu ........................... 19

2.2.2.2 Phương pháp đánh giá theo sự suy giảm chất lượng ............................... 20

2.3 Phương pháp đánh giá khách quan ..................................................................... 20

2.4 Kết luận chương..................................................................................................... 21

CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN SPECTRAL–SUBTRACTION ............................... 22

3.1 Giới thiệu chương .................................................................................................. 22

3.2 Thuật toán Spectral Subtraction .......................................................................... 22

3.2.1 Giới thiệu chung ............................................................................................. 22

3.2.2 Nguyên tắc cơ bản của thuật toán .................................................................. 22

3.2.3 Spectral subtraction đối với phổ biên độ ........................................................ 23

3.2.4 Spectral subtraction đối với phổ công suất .................................................... 24

3.3 Sơ đồ khối của thuật toán Spectral Subtraction ................................................. 25

3.3.1 Phân tích tín hiệu theo từng frame ................................................................ 26

3.3.2 Overlap và Adding .......................................................................................... 26

3.3.3 Hàm xử lý giảm nhiễu .................................................................................... 27

3.3.4 Ước lượng và cập nhật nhiễu ......................................................................... 28

3.3.4.1 Voice activity detection ............................................................................. 28

3.3.4.2 Quá trình ước lượng và cập nhật nhiễu ................................................... 29

3.4 Kết luận chương..................................................................................................... 29

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG BẰNG MATLAP .......................................................... 30

4.1 Giới thiệu chương .................................................................................................. 30

4.2 Giới thiệu chung về phần mềm Matlab ............................................................... 30

4.2.1 Khái niệm về Matlab ....................................................................................... 30

4.2.2 Các tính năng chính ....................................................................................... 30

4.3 Quy trình thực hiện và đánh giá thuật toán ....................................................... 31

4.4 Lưu đồ thuật toán Spectral Subtraction ............................................................. 32

4.5 Thực hiện và đánh giá thuật toán ........................................................................ 33

4.6 Kết luận chương..................................................................................................... 36

4.7 Matlap Code của thuận toán giảm nhiễu ............................................................ 36

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ................................................... 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ ix

PHỤ LỤC ....................................................................................................................... x

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ...................................................... xi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ CÁC THUẬT NGỮ

TIẾNG ANH

Từ viết

tắt

Tiếng Anh

Nghĩa tiếng Việt

ACR

Absolute Categories Rating

Đánh giá theo giá trị tuyệt đối

CCR

Comparison Category Rating

Đánh giá bằng cách so sánh

DCR

Degradation Category Rating

Đánh giá suy giảm chất lượng

DFT

Discrete Fourier Transform

Phép biến đổi Fourier rời rạc

DTFT

Discrete- Time Fourier Transform

Phép biến đổi Fourier của tín hiệu rời

rạc.

FFT

Fast Fourier Transform

Phép biến đổi Fourier nhanh

IDTFT

Inverse Discrete Fourier

Transform

Phép biến đổi ngược Fourier rời rạc

ITU-T

International Telecommunications

Union Telecommunication

Hiệp hội tiêu chuẩn viễn thông

quốc tế

IS Itakura_Saito

LLR

Log Likehook Raito

LPC

LPC Linear Prediction Coefficients

Hệ số dự đoán tuyến tính

LTI

Linear Time-Invariant

Hệ thống bất biến và biến thiên

theo thời gian

MMSE

Minium Mean-Squared Error

Tối thiểu hoá sai lệch trung bình bình

phương

MOS

Mean Opinion Scores

Đánh giá theo quan điểm người nghe

Objective Evaluation

Đánh giá khách quan

Personal Computer

Máy tính cá nhân

ROC

Region of Convergence

Miền hội tụ

Subjective Evaluation

Đánh giá chủ quan

SNR

Signal Noise Ratio

Tỉ số tín hiệu trên nhiễu

SPL

Sound Pressure Level

Mức áp suất của âm thanh

SVD

Singular Value Decomposition

Phép phân tích giá trị đơn

Spectral Subtraction

Thuật toán giảm nhiễu tín hiệu

Đồ án Tốt nghiệp: Tìm hiểu thuật toán trừ phổ trong xử lý tiếng nói

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi