Inlämning av Examensarbete / Submission of Thesis

Santhu Renu Vuppala , pp. 90. ING/School of Engineering, 2012.

The work

Författare / Author: Santhu Renu Vuppala
savu10@student.bth.se
Titel / Title: Performance analysis of Speech enhancement methods in Hands-free Communication with emphasis on Wiener Beamformer
Översatt titel / Translated title: Resultatanalys av metoder Tal förbättring i handsfree-kommunikation med tonvikt på Wiener strålformaren
Abstrakt Abstract:

The main objective of this thesis, which is a collaborative work between a group of four, is to remove the unwanted components i.e. background noise present in speech signal which affects in the hands-free speech communication. The background noise i.e. noise and echo are removed using different methods in Hands-free speech communication for enhancement of acoustic speech signal. The Noise is suppressed using adaptive beam formers like Wiener Beam former, Elko‟s Beam former, Maximum SNIR Beamformer and Delay and Sum beam former as they have the ability to enhance the desired speech signals while suppressing the noise sources assumed from other directions. The behavior of these beam formers is tested under different noise environments. Echo Cancellation is achieved by implementing adaptive noise feedback cancellation system using NLMS algorithm under reverberant conditions. This paper mainly concentrates on the offline MATLAB implementation of Wiener Beamformer and performance is evaluated by considering the different objective measures in different noisy environments. Speech signals from the uncontrolled environments contain degradation components i.e. background noise, interference, acoustic feedback along with the required speech components. These degraded components are superimposed with the desired speech which is a severe problem in hands-free speech communication for example in hearing impaired persons. Hence, they suffer from reduced speech intelligibility and quality which make their communication troublesome. Therefore, speech enhancement is necessary in hands-free speech communication devices for degraded speech. Wiener Beam former is implemented and simulated in MATLAB under different noise environments in order to increase the speech intelligibility and quality. The performance of the Wiener Beamformer is evaluated by considering the objective measure parameters such SNR, SD and PESQ under different noisy environments. These parameters are measured by assuming input SNR levels at 0dB, 5dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB and 25 dB. The increased use of hands free communication systems such as computer communications, video conferencing and vehicle mounted mobile phones demands the acoustic echo cancellation. The echo i.e. uncontrolled acoustic feedback is cancelled using NLMS algorithm which forms an adaptive feedback noise cancellation system. The amount echo cancellation is measured by ERLE parameter.

Populärvetenskaplig beskrivning / Popular science summary: Det främsta syftet med denna avhandling, som är ett gemensamt arbete mellan en grupp av fyra, är att ta bort de oönskade delarna, dvs bakgrundsljud förekommer i talsignalen som påverkar i hands-free talkommunikation. Bakgrundsbruset, dvs brus och eko tas bort med hjälp av olika metoder i Hands-free talkommunikation för förbättring av akustisk talsignal. Den Noise undertrycks med adaptiva strålformare som Wiener Beam tidigare, Elko "s Beam tidigare, Max SNIR lobformare och Delay och Sum strålformare eftersom de har förmågan att förstärka de önskade talsignalerna samtidigt undertrycka de bullerkällor antas från andra håll. Beteendet av dessa strålformare testas under olika bullriga miljöer. Echo Cancellation uppnås genom att genomföra adaptiv brus systemet återkopplingsreducering med NLMS algoritmen i ekande förhållanden. Detta dokument är främst inriktad på offline MATLAB genomförandet av Wiener strålbildaren och prestanda utvärderas genom att beakta de olika objektiva mått i olika bullriga miljöer. Talsignaler från okontrollerade miljöer innehåller nedbrytningsprodukter komponenter dvs bakgrundsljud, interferens, akustisk återkoppling tillsammans med de nödvändiga tal komponenterna. Dessa försämrade komponenter ovanpå med den önskade tal som är ett allvarligt problem i handsfree-talkommunikation till exempel hörselskadade personer. Därför lider de av minskad taluppfattbarhet och kvalitet som gör sin kommunikation besvärande. Därför är talkvalitetsförbättringsmetoder nödvändigt handsfree-enheter talkommunikation för försämrad tal. Wiener Beam tidigare har genomförts och simuleras i MATLAB under olika bullriga miljöer i syfte att öka taluppfattbarheten och kvalitet. Prestandan hos Wiener strålbildaren utvärderas genom att beakta de objektiva mäta parametrar såsom SNR, SD och PESQ under olika bullriga miljöer. Dessa parametrar mäts genom ett antagande in SNR nivåer 0dB, 5 dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB och 25 dB. Den ökade användningen av handsfree kommunikationssystem såsom datakommunikation, videokonferenser och fordonsmonterad mobiltelefoner kräver akustiskt eko. Ekot dvs okontrollerade akustisk återkoppling avbryts med NLMS algoritm som bildar en adaptiv återkopplingssystem brusreducering. Beloppet eko mäts genom ERLE parameter.
Ämnesord / Subject: Signalbehandling - Signal Processing
Elektroteknik - Electrotechnology
Nyckelord / Keywords: Beamformer, Speech Enhancement, Echo Cancellation.

Publication info

Dokument id / Document id: houn-8twuuh
Program:/ Programme Magisterprogram i Elektroteknik / Master of Science in Electrical Engineering
Registreringsdatum / Date of registration: 05/03/2012
Uppsatstyp / Type of thesis: Masterarbete/Master's Thesis (120 credits)

Context

Handledare / Supervisor: Dr. Nedelko Grbic
nedelko.grbic@bth.se
Examinator / Examiner: Dr. Benny Sällberg
Organisation / Organisation: Blekinge Institute of Technology
Institution / School: ING/School of Engineering

+46 455 38 50 00
Anmärkningar / Comments:

c\o Dr. B. Rojanandam,
17-121, Post P&T colony,
Kamalanagar, Near Chaitanyapuri Colony,
Dilsukhnagar,
Hyderabad, Andhra Pradesh
India-500060 Email id: santhurenu@gmail.com
Contact Number: 0091-9391017675

Files & Access

Bifogad uppsats fil(er) / Files attached: bth2012vuppala.pdf (2160 kB, öppnas i nytt fönster)