1
HC VI
KHOA QUỐC TẾ VÀ ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
TIỂU LUẬN
Môn: XỬ LÝ TÍN HIỆU NÂNG CAO
ĐỀ TÀI: BỘ LỌC THÍCH NGHI
Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Minh
Nhóm Học viên thực hiện: Lý Hoàng Sáng
Nguyễn Xuân Khánh
Nguyễn Ngọc Bá
Đào Văn Thái
Lớp cao học: M12CQDT02-B
Hà Nội, tháng 01 năm 2012
2
hoi v
th c s d u sai s
e[n]. Nu mong muu dc cc tiu
n mt mch lc rt ni tich lc
c g
Hu hi mch lc Wiener. Trong
t tng trng s cu sai s
c cc tin mt mch lc ti v liu
y, mch lc thit k hoc bc thc b
t k nh, cn ph t s ng
d lich lc cn x thit
k c mch lc Wiener cn phi bit th
sng h u d
i gian b
Mc ti c thc hin
c nhn thit cho vic thit k mch lc Wiener hoch
4
lc tu ng dng thc t u lc
s d li ra ca mch lu
ca mch lc theo mt s dng kt qu c
u ch s ca mch theo kiu lp. S d
i gi hiu cht thng
i vi th nghim lp, c s ca mch l
th t u ch t thi.
Trong phm vi tiu lu u mt s v n
l
1. Bộ lọc thích nghi
1.1. Hệ thống FIR truyền thống
Ca mch l
a mch lc.
x[n] = [x
n
x
n-1
x
n-2
x
n-N+1
]
T
ng s ca b l
w =
[w
0
w
1
N-1
]
T
i ra ca mch lc
0
[ ] w[ ] [ ]w [ ]
T
k
y n k x n k x n
2.1. Phương pháp LMS
B lu nhi
nhiu gii thu u qu cho b l i thut
LMS (Least Mean Square.). Gii thu s t lc. Phn
gii thiu mt s gii thut thc hiu t ng
dng ca lt s ng h gii quyt
thi.
7
n MMSE (Minimum mean square error)
Gii thu s ca mch lc FIR t
vic ti s u
phc) v
xx
(m) = E[x(n)x
*
(n-m)]
u x(n) qua h thng cnh, tng
th lc FIR v s -1. Tu ra
ca mch l
.x(n-k)
Sai s
e(n) = y(n) -
-
1)x(n-k)]}}}
=
2
y 2Re[
(l)]
yx
(l) +
(l)h(k)
yx
(l-k)
Vi
2
y = E[y(n)]
2
,
yx
(l) = E[y(n).x*(n-a h s.
Ta thy rng sai s i vi
s ca mch lc. Do vc tiu ca MSE hay J(hM) ta ln
lk
=
xx
(l-
y
n t
yz
-1. Gii tp h
s ca b lc t
h
opt
=
M-1
,
y
t qu MSE cc tiu v s cho bi h
opt
=
M-1
,
y
J
min
= J(h
opt
) =
2
[y
(n) +
Vi h
M
s mch lc ti ln lp th c nhy
ln th ng cho ln lp th u h
M
c chn bt
ku d
n nh c tiu ca J(h
M
p d
ving dc nht ( Steepest - ng
dc nh
S(n) = -g(n). vi ln lp th
g(n) = dJ(h
M
(n))/d h
M
(n)
M
. h
M
(n) -
i mi ln l ca h
M
(n) theo
(n)
V n t x(n- - y, vector
n
g(n) = -2e(n).X*M(n)
Vi e(n) = y(n) p hp M mu ti ln lp th
i thut:
h
M
(n+1) = h
M
(n) + (n)e(n).X*M(n)
Gii thuc gi thut Stochastic-gradient- mt bi
c nhy (n) c
(n) c nh d thc hin cho c phn cng ln phn mm.
(n) c p vi vic thi theo th
i s thay x
nhi thu
h
M
(n+1) = h
M
(n) + e(n).X*M(n)
Vi c nhy c nh.
Gii thut LMS thc hic s dng rng
ng dnh mch li hn c
c nhiu.
2.2. Lọc thích nghi bằng biến đổi wavelet.
Bii wavelet ri rc b l
10
{
0,
1,
2,
3,
0
,
1
,
2
,
3
}
T
=C
1
.x
:
3 2 1 0
3 2 1 0
3 2 1 0
1 0 3 2
1
3 2 1 0
3 2 1 0
3 2 1 0
2,
0
1
2
3
}
T
0,
1,
2,
3,
0
1
2
3
}
T
Kt hc biu y s
y= C.x= C
2
.C
1
.x
D y rng C
1
c giao, C
2
u kin trc giao s
2222
0 1 2 3
1cccc
0 2 1 3
0c c c c
2222
0 1 2 3
1dddd
.y C x
Vi :
1 1 0 ma x
. ;
QQ
C C C C C Q Q
Q
max
smc c thuc di lc
max 2
1
(log )
1
M
Q floor
N
u kin trc giao t :
2
2
1
( ); 0, ,
2
2
1
( ); 0, ,
2
N
n n k
nk
N
c d k k
2
2
1
( ); 0, ,
2
N
n k n
nk
N
c d k k
c
c
c
c
ng hp t
22
2 2 1
1
1; 0, ,
2
kk
N
c c k
t :
1 1 1 1
2 1 2 1 2
21
3 1 2 1 2
cos cos cos
cos sin sin
sin sin sin
sin cos cos
cc
cc
cc
cc
Vii dng ma trn :
(2)
2
3
(2) (1)
2
01
(2) (1)
2
10
14
m rng cho 6 h s :
(3)
3
5
(3) (2)
3
43
(3) (2)
33
32
(3) (2)
33
21
(3) (2)
3
10
(3)
3
0
000
000
00
00
0 0 0
si n ; cos
j j j j
sk
vi h s d, kt hc :
(3) (3) (3) (3) (3) (3)
5 4 3 2 1 0
(3) (3) (3) (3) (3) (3)
5 4 3 2 1 0
33
33
1 1 2 2
33
y tng bii ma trn wavelet th nhc biu dii dng :
1 1 2 3
. ( ). . ( ). . ( )C E R S R S R
j
:
15
000000
000000
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
()
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
000000
000000
jj
jj
jj
jj
j
n d
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1
00000000
S
lc cho h vi x t hp vi DSP biu s dng
wavelet, ng dc trong thc t.
3. Mô phỏng ứng dụng mạch lọc thích nghi
Tri AEC)
ng dng ca b l dng trong vic tri
vang.
: Scott C. Douglas
Nội dung:
- Gii thiu
-
- u gn
- u xa
- u Microphone
- B ln tn s (The Frequency-Domain Adaptive Filter FDAF)
- ng tri li (Echo Return Loss Enhancement ERLE)
- Nhng ng ca Nh
- ng tri li
Giới thiệu
Tring vi cuc hi thoi trong vi
phng cuc hi thon thiu microphone d(n) bao gm
u gn (near-u xa
17
(the far-end echoed speech signal dhat(n)). Mn loi b
ng v vic tri dng b l
Đáp ứng xung trong phòng
n t
g s
dng b l n cht v ng xung vi
t l mu h th
title('Near-End Speech Signal');
set(gcf, 'Color', [1 1 1])
p8 = audioplayer(v,fs);
playblocking(p8); 19
Tín hiệu âm thanh đầu xa
Trong h th u gc truyn
u xa chuyn l
load farspeech
x = x(1:length(x));
dhat = filter(H,1,x);
plot(t,dhat);
axis([0 33.5 -1 1]);
xlabel('Time [sec]');
ylabel('Amplitude');
title('Far-End Echoed Speech Signal');
set(gcf, 'Color', [1 1 1])
p8 = audioplayer(dhat,fs);
playblocking(p8); 20 Tín hiệu Microphone thu được.
plot(t,v(n),'g');
axis([0 33.5 -1 1]);
ylabel('Amplitude');
title('Near-End Speech Signal');
subplot(3,1,2);
plot(t,d(n),'b');
axis([0 33.5 -1 1]);
ylabel('Amplitude');
title('Microphone Signal');
subplot(3,1,3);
plot(t,e(n),'r');
axis([0 33.5 -1 1]);
xlabel('Time [sec]');
ylabel('Amplitude');
title('Output of Acoustic Echo Canceller');
set(gcf, 'Color', [1 1 1])
p8 = audioplayer(e/max(abs(e)),fs);
playblocking(p8);
23 Tăng cường triệt tiêu âm quay trở lại (Echo Return Loss Enhancement – ERLE)
n truy c u gu xa vang l
u xa vang li, b d
mn (trong dB) tu. Ta th ng 30 dB ERLE
c hi t.
24