Алгоритмы повышения эффективности передачи речевой информации в корабельных оперативно-командных системах громокоговорящей связи

• Автор: Быков, Артем Александрович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТРЕБОВАНИЙ И АЛГОРИТМОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ В ОПЕРАТИВНО-КОМАНДНЫХ СИСТЕМАХ ГРОМКОГОВОРЯЩЕЙ СВЯЗИ
1.1. Современное состояние систем корабельной цифровой речевой связи
1.2. Требования, предъявляемые к оперативно-командным системам громкоговорящей связи
1.2.1. Методы оценки разборчивости речевых сигналов
1.2.2. Статистические модели речевых сигналов
1.2.3. АКФ и спектральная плотность мощности речевого сигнала
1.2.4. Распределение формантных частот
1.3. Помехи в оперативно-командных системах громкоговорящей связи..
1.3.1. Акустические шумы, присутствующие в системах корабельной громкоговорящей связи
1.3.2. Механизмы формирования и модели акустических эхо-сигналов и помех
1.4. Методы повышения эффективности работы корабельных систем оперативно-командной громкоговорящей связи
1.4.1. Алгоритмы подавления акустических шумов современных систем цифровой речевой связи
1.4.2. Алгоритмы подавления эхо-сигналов
1.5. Выводы и постановка задачи
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ В КОРАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
ОПЕРАТИВНО-КОМАНДНОЙ ГРОМКОГОВОРЯЩЕЙ СВЯЗИ
2.1. Исследование речевых сигналов в системах оперативно-командной
громкоговорящей связи
2.1.1. Алгоритм получения экспериментального закона распределения вероятности отсчетов речевого сигнала

2.1.2. Выбор аппроксимации закона распределения вероятности отсчетов речевого сигнала по критерию минимальной погрешности
2.1.3. Разработка алгоритма определения параметров экспоненциальной аппроксимации закона распределения вероятности отсчетов речевого сигнала
2.1.4. Исследование функции автокорреляции речевого сигнала и её аппроксимация
2.2. Исследование акустических помех в корабельных оперативно-командных системах громкоговорящей связи
2.2.1. Экспериментальная функция закона распределения вероятности отсчетов акустических помех
2.2.2. Исследование функции автокорреляции акустических помех и её аппроксимация
2.3. Разработка методики кратковременного спектрального анализа речевого сигнала и акустических помех для случая корабельной громкоговорящей связи
2.4 Исследование форм огибающей экспериментальной функции спектральной плотности речевых сигналов различных источников
2.5. Разработка аппроксимации функции спектральной плотности мощности речевых сигналов с целью проектирования каналов ГГС
2.6. Исследование спектральной плотности мощности акустических помех в системах корабельной громкоговорящей связи
2.7. Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМОВ ПОДАВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ПОМЕХ И КОМПЕНСАЦИИ ЭХО-СИГНАЛОВ В КОРАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ГРОМКОГОВОРЯЩЕЙ СВЯЗИ
3.1. Исследование влияния отношения сигнал/шум и диапазона воспроизводимых частот речи на значение слоговой разборчивости
3.2. Исследование возможности повышения отношения сигнал/шум методами линейной фильтрации

3.3. Разработка итерационного алгоритма адаптивной фильтрации методом наименьших квадратов на последовательности конечных интервалов
3.4. Разработка алгоритма корреляционного оценивания параметров акустических эхо-каналов систем ГГС
3.5. Выводы
4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ, ПОВЫШАЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОРАБЕЛЬНЫХ ОПЕРАТИВНО-КОМАНДНЫХ СИСТЕМ ГГС
4.1. Адаптивная компенсация и многоканальная обработка эхо-сигналов в системах ГГС
4.2. Разработка адаптивного многоканального алгоритма подавления сосредоточенных акустических помех
4.3. Адаптивный алгоритм подавления акустических шумов и сосредоточенных помех с формантным распределением полос режекции
4.4. Сравнительный анализ эффективности предложенных алгоритмов шумоподавления и эхокомпенсации
4.5 Выводы
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Исследование технических параметров и характеристик канала записи реализаций базы речевых сигналов. Формирование базы реализаций речевых сигналов

открытые люки, горловины, двери и т. д., а также закрытые конструкции — например переборки, палубы (воздушный шум). Также большое влияние на эффективность передачи речи оказывают шумы ветра и шумы моря, которые обусловлены взаимодействием поверхности воды с атмосферой, образованием и динамикой ледового покрова, техническими шумами (судоходства, гаваней), шумом прибоя и т.п. Преимущественно это низкочастотные и среднечастотные шумы, которые имеют наибольшую энергию в низкочастотной области частотного спектра.
Иллюстрация к распределению спектральной плотности мощности акустических шумов на малотоннажном судне представлена на рис. 1.11 [84].

Рис. 1.11. Октавные уровни шума на судне. 1 - машинное отделение, 93 дБ;
2 - мостик, 65 дБ; 3 - каюта, 55 дБ
Сосредоточенные помехи это узкополосные колебательные процессы, с медленно меняющимися во времени параметрами. Источниками такого рода помех могут быть различные работающие механизмы, спектр шумов которых, сосредоточен в узкой полосе частот.
В математических моделях вышерассмотренные помехи в большинстве трудов [73, 74, 101] представляются как аддитивные. Достаточно обширная