PROCESAMIENTO DIGITAL SEÑALES.

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CARRERA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

ASIGNATURA: PROCESAMIENTO DIGITAL  SEÑALES.  

Realizado por:                                              NRC: 2314

                   Nataly Oliva.                

Fecha: 18 de Diciembre 2015.

¿Cómo se procesa el habla en una conversación por teléfono celular?

1. Antecedentes - Procesamiento de predicción lineal del speech (habla).

El speech (habla) se origina de una señal de excitación generada en la garganta, conformada de resonancias (cuerdas vocales, nasal, y tractos faríngeos). Dicha señal puede ser los pulsos realizados al abrir y cerrar periódicamente las cuerdas vocales (voz hablada), o algunos flujos constantes de aire impulsados por los pulmones (voz sorda), o las dos al mismo tiempo. La componente periódica de la excitación frecuencia fundamental Fo [Hz], llamado pitch. Las frecuencias de resonancia de los tractos vocales orales y faríngeos son llamados formantes y picos tan estrechos son armónicos.

1. El modelo LP del speech (habla)

Denominado el modelo de fuente y filtro, basado en el desacoplamiento de la glotis y el tracto vocal (Fant 1960). Este modelo describe el speech s(n) como la salida   de un filtro de todos los polos  como resultado de algunos de excitación  :[pic 2][pic 3][pic 4]

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Donde  y  son las transformadas Z del speech y de señales de excitación respectivamente, y  es el orden de predicción. [pic 6][pic 7][pic 8]

La excitación de la LP es una secuencia de pulsos espaciados regularmente (periodo To y la amplitud puede ser ajustado), o Gaussian- ruido blanco (varianza  ² ajustable), llamado Voiced/Unvoiced (V/UV). El filtro 1/Ap(z) es denominado como el filtro de síntesis y Ap(z) es llamado el filtro inverso.[pic 9][pic 10]

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Fig. 1. El modelo LP de la producción del speech (habla)  

1. El algoritmo de estimación LP

En una señal dada, se debe minimizar los errores del modelado (diferencias acústicas entre la señal original y la que es producido por el modelo) se basa en los parámetros LP: periodo de tono To, ganancia , posición del interruptor V/UV, y predicción coeficientes de {ai}. [pic 12]

Pitch y sonoridad (V/UV) presentan problemas: el pitch no es periódico, la amplitud del ciclo glotal varía de un período a otro, la forma de onda de la voz sólo revela los pulsos glotales filtrados, y no los propios impulsos glotales, siendo así la medida de To más complejo. La estimación de  y de los coeficientes de predicción se puede realizar simultáneamente e independientemente de la estimación de To.[pic 13]

 Salida del filtro inverso, excitado por la señal del speech (fig 2)[pic 14]

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Fig. 2 Filtrado inverso de expresión

Desde la excitación del modelo LP, la respuesta de frecuencia de la síntesis del filtro debe aproximarse con la envolvente espectral de s(n), y que la envolvente espectral de la residual LP será de aproximadamente plana. Es decir: el filtrado inverso correlaciona el speech.

 Conjunto de p Yule-Walker ecuaciones lineales:

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en el cual (k=0... P) son los p +1 primeros coeficientes de auto correlación de s(n). El valor óptimo de  es:[pic 17][pic 18]

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