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Weiterempfehlung
September 2014
Sebastian Stenzel
Multichannel Signal Processing for Spatially Distributed Microphones
Schon heute findet die mehrkanalige Sprachsignalverarbeitung in vielen Bereichen Anwendung, wie beispielsweise bei der Freisprechtelefonie oder der Spracheingabe. Durch eine entsprechende Signalverarbeitung kann gerade in Szenarien mit starken Umgebungsgeräuschen (Freisprechen im Auto) oder bei Szenarien mit Raumhall (Freisprechen in größeren Räumen) die Sprachqualität gesteigert werden. Heutige Mikrofonanordnungen sind dabei meist in ihrer Ausdehnung beschränkt (Mikrofonabstände von wenigen Zentimetern) und erfassen somit das akustische Szenario nur lokal.
In dieser Arbeit werden Ansätze zur Signalkombination von räumlich verteilten Mikrofonen untersucht. Dabei werden aus der Literatur bekannte Verfahren auf ihre Anwendbarkeit für verteilte Mikrofonkonstellationen geprüft. Viele bekannte Verfahren z.B. der SDW-MWF oder der TF-GSC verwenden zur Signalkombination einen Referenzkanal, welcher einem zuvor ausgewählten Mikrofonsignal entspricht. Dadurch entstehen gerade bei Anordnungen mit großen Mikrofonabständen Probleme, da die resultierende Übertragungsfunktion des Gesamtsystems vom gewählten Referenzkanal abhängt. Somit beeinflusst die Wahl der Referenz maßgeblich die Sprachqualität des Systems.
Bei den in dieser Arbeit vorgestellten Lösungsansätzen wird ein virtueller Referenzkanal errechnet, der sich aus der Einhüllenden der einzelnen akustischen Übertragungsfunktionen ergibt. Es wird gezeigt, dass dadurch ein partielles Equalizing der Raumakustik erreicht wird. Durch dieses Equalizing ergeben sich weitere Vorteile: Der breitbandige Signal-zu-Rauschabstand wird verbessert. Desweitern werden Sprachsignalverzerrungen sowie Verfärbungen des am Ausgang verbleibenden Restgeräusches verringert.
Bei den in dieser Arbeit vorgestellten Lösungsansätzen wird ein virtueller Referenzkanal errechnet, der sich aus der Einhüllenden der einzelnen akustischen Übertragungsfunktionen ergibt. Es wird gezeigt, dass dadurch ein partielles Equalizing der Raumakustik erreicht wird. Durch dieses Equalizing ergeben sich weitere Vorteile: Der breitbandige Signal-zu-Rauschabstand wird verbessert. Desweitern werden Sprachsignalverzerrungen sowie Verfärbungen des am Ausgang verbleibenden Restgeräusches verringert.
Schlagwörter: Distributed Microphones; Microphone Diversity; Multichannel Wiener filter (MWF); Acoustic Beamforming; Multichannel Speech Signal Enhancement
Arbeiten über digitale Signalverarbeitung und Systemtheorie
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Gerhard Schmidt, Kiel
Band 2
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