Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การขจัดสัญญาณเสียงสะท้อนในสถานการณ์ดับเบิ้ลทอล์ก

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Acoustic echo cancellation in double-talk situation

Year (A.D.)

2003

Document Type

Thesis

First Advisor

นิศาชล ตั้งเสงี่ยมวิสัย

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมไฟฟ้า

DOI

10.58837/CHULA.THE.2003.1342

Abstract

สัญญาณเสียงสะท้อนเป็นปัญหาที่น่าท้าทายในระบบการสื่อสารทางเสียงแบบไม่ใช้มือ ซึ่งเกิดจากการเชื่อมต่อ (coupling) ระหว่างไมโครโฟนและลำโพง วิธีหนึ่งในการขจัดสัญญาณเสียงสะท้อน (Acoustic Echo Cancellation, AEC) สามารถทำได้โดยใช้วงจรกรองแบบปรับตัวชนิดผลตอบสนองต่ออิมพัลล์จำกัด โดยในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้จะพิจารณาระบบ AEC ในขณะที่เกิด สถานการณ์ดับเบิ้ลทอล์ก (Double-talk, DT) ซึ่งเป็นกรณีที่มีสัญญาณเสียงของผู้พูดในห้องใกล้เกิดขึ้นพร้อมกันกับผู้พูดในห้องไกล เนื่องจากสัญญาณเสียงของผู้พูดในห้องใกล้นี้จะกระทำตัวเป็นสัญญาณรบกวนที่มีระดับพลังงานสูง ส่งผลให้เกิดการรบกวนการทำงานของวงจรกรองแบบปรับตัวทำให้เกิดการลู่ออกจากสภาวะอยู่ตัวอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ตัวตรวจวัดสถานการณ์ DT (Double-Talk Detector, DTD) จึงเป็นส่วนสำคัญในระบบ AEC DTD ควรจะมีคุณสมบัติพื้นฐานในการตรวจวัดการเกิดสถานการณ์ DT ได้อย่างรวดเร็วและถูกต้อง นอกจากนี้ DTD ควรจะมีความสามารถในการแยกแยะสถานการณ์ DT ออกจากสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงวิถีสะท้อนทางเสียง (Acoustic Echo Path Change, AEPC) และติดตามการเปลี่ยนแปลงวิถีสะท้อนทางเสียงได้อย่างรวดเร็ว โดยที่ DTD ควรจะมีการประวิงเวลาในการตัดสินที่ไม่มากนักเพื่อป้องกันการตัดสินผิดพลาดของ DTD วิทยานิพนธ์นี้เสนอ DTD ที่ใช้ในการแยกแยะสถานการณ์ DT ออกจากสถานการณ์ AEPC โดยจะใช้พฤติกรรมสหสัมพันธ์ (correlation behavior) ของเวกเตอร์เกรเดียนท์ นอกจากนี้ DTD อีกตัวหนึ่งได้ถูกเสนอเพื่อใช้ในการแยกแยะสถานการณ์ DT ออกจากสภาวะอยู่ตัว โดย DTD ทั้ง 2 ตัวจะทำการควบคุมอัตราการปรับตัว (adaptation gain) ของระเบียบวิธี Normalized Least Mean Square (NLMS) ส่งผลให้ระเบียบวิธี NLMS มีอัตราการลู่เข้าที่เร็วเมื่อเกิดสถานการณ์ AEPC และมีอัตราการลู่เข้าที่ช้าลงเมื่ออยู่ในช่วงที่เกิดสถานการณ์ DT

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Acoustic echo are a challenging problem in hands-free voice communication systems. It is caused by acoustic coupling between the microphone and loudspeaker. One possible way to eliminate the acoustic echo, is called Acoustic Echo Cancellation (AEC), is by using adaptive filter with Finite Impulse Response (FIR) structure. In this thesis, an AEC system in a Double-Talk (DT) situation is considered. The DT situation is described when there exists the near-end speaker’s signal and the far-end speaker’s signal simultaneously. The DT signal acts as a very large interference to the adaptive filter and will result in its divergence. Therefore, Double talk detector (DTD) is very important part in a practical AEC system. The basic requirement for a DTD is that it should detect the DT situation from Acoustic Echo Path Change (AEPC) and quickly track variations in the echo path. In addition, the decision delay of the DTD should be as short as possible in order to prevent a false detection of the DT situation. In this thesis, a DTD has been proposed which aims to distinguish between the DT and the AEPC situations by employing the correlation behavior of the gradient vectors. In addition, another DTD is suggested to be used to discriminate the DT situation from the steady-state (SS). These two detectors control the adaptation gain of the Normalized Least Mean Square (NLMS) algorithm so that it results in fast convergent rate when there is an AEPC situation and slow convergent rate during the DT situation.

Link to Full Text

Share

COinS