Um método não-limiar para redução de ruído em sinais de voz no domínio wavelet

Abstract

Neste trabalho é feito um estudo dos métodos de redução de ruído aditivo em sinais de voz baseados em wavelets e, através deste estudo, propõe-se um novo método não-limiar para redução de ruído em sinais de voz no domínio wavelet. Em geral os sinais de voz podem estar contaminados com ruídos artificiais ou reais. O problema consiste que dado um sinal limpo adiciona-se o ruído branco ou colorido, obtendo assim o sinal ruidoso, ambos no domínio do tempo. O que se propõe neste trabalho, é aplicar a transformada wavelet, obtendo assim o sinal transformado no domínio wavelet, reduzindo ou atenuando o ruído sem o uso de limiar. Os métodos mais usados no domínio wavelet são os métodos de redução por limiar, pois permitem bons resultados para sinais contaminados por ruído branco, mas não são eficientes no processamento de sinais contaminados por ruído colorido, que é o tipo de ruído mais comum em situações reais. Nesses métodos, o limiar, geralmente, é calculado nos intervalos de silêncio e aplicado em todo o sinal. Os coeficientes no domínio wavelet são comparados com este limiar e aqueles que estão abaixo deste valor são eliminados ou reduzidos, fazendo assim uma aplicação linear deste limiar. Esta eliminação, na maioria das vezes, causa descontinuidades no tempo e na frequência no sinal processado. Além disso, a forma com que o limiar é calculado pode degradar os trechos de voz do sinal processado, principalmente nos casos em que o limiar depende fortemente da última janela do último trecho de silêncio. O método proposto nesta pesquisa consiste na execução de três processamentos, agindo de acordo com as suas características nas regiões de voz e silêncio, sem o uso de limiar. A execução dos três processamentos é sintetizada numa única função, denominada de função de transferência, que atua como um filtro no processamento do sinal...

In this work a study of the methods for speech noise reduction based on wavelets is done and, through this study, a new non-thresholding method for speech noise reduction in the wavelet domain is proposed. Generally, a speech signal may be corrupted by artificial or real noise. Let a clean signal be corrupted by white or colored noise, rising a noisy signal in time domain. This work proposes the wavelet application to which gives rise to in the wavelet domain. In this domain, noise is reduced or attenuated without a threshold use. After, the signal is recomposed using the inverse discrete wavelet transform. The most used methods in the wavelet domain wavelet are the thresholding reduction methods, because they allow good results for signals corrupted by white noise, but they do not have the same efficiency when processing signals corrupted by colored noise, this is the most common noise in real situations. In those methods, the threshold is usually calculated in the silence intervals and applied to the whole signal. The coefficients in the wavelet domain are compared with this threshold and those that have absolute value below this value are eliminated or reduced, making a linear application of this threshold. This elimination causes discontinuities in time and in the frequency of the processed signal. Besides, the form with that the threshold is applied can degrade the voice segments of the processed signal, principally in cases that the threshold depends strongly on the last window of the last silence segment. The method proposed in this research consists in the execution of three processing, acting according to their characteristics in the voice and silence segments, without the threshold use. The three processing execution is synthesized in an unique function, called transfer function, acting as a filter in the signal processing. This method has as main objective the overcoming... (Complete abstract click electronic access below)