Detection of signals and voice activity in nonstationary noise

Abstract

oz DURAĞAN OLMAYAN GURULTULU ORTAMDA İŞARET VE KONUŞMA AKTİVİTESİ TESPİTİ Özer, Hamza Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Yrd. Doç. Dr. S. Gökhun Tanyer Ağustos 1998, 63 sayfa Gürültülü ortamda işaret tespiti problemi ele alınmıştır. Elektronik cihazların yayınımlarını tespit etmek için bir test prosedürü geliştirilmiştir. Öncelikle, işaret ve gürültünün dönemli-durağan olduğu kabul edilmiştir. Yaygınca kullanılan zaman-frekans gösterimleri, kısa zamanlı Fourier ve dalgacık dönüşümleri kul lanılmıştır. Problem teorik ve deneysel veriler üzerinde incelenmiştir. Daha sonra, durağan olmayan Gauss dağılımlı gürültülü ortamda konuşma aktivitesi tespiti problemi ele alınmıştır. Mevcut üç yöntem incelenmiş ve değişik akustik arkaplan gürültülerinde karşılaştırma yapılmıştır. Bunlar enerji seviyesi tespiti, sıfır kesme oranı ve sıklık tekrarı tahmini (least-square periodicity estimation,LSPE) yöntemleridir. Konuşma aktivitesi tespiti için yeni bir yöntem önerilmiştir. Önerilen uyarlamak enerji seviyesi yöntemi diğer yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Bu yöntemlerin performansları trafik, restoran ve su gürültüleri kullanılarak test edilmiştir. Son olarak uyarlamak enerji seviyesi tespiti ve LSPE yöntemlerin beraber kullanıldığı hibrit bir yöntem geliştirilmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: işaret tespiti, dönemli-durağan, kısa zamalı Fourier dönüşümü, dalgacık dönüşümü, konuşma aktivitesi tespiti, sıklık tekrarı tahmini.

ABSTRACT DETECTION OF SIGNAL AND VOICE ACTIVITY IN NONSTATIONARY NOISE Özer, Hamza MSc, Department of Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Assist. Prof. Dr. S. Gökhun Tanyer August 1998, 63 pages The problem of signal detection in the presence of noise is considered. A test procedure for detection of the radiated signals from an electronical device is de veloped. Both the signal and noise are first assumed to be cyclostationary. The signals are examined by their common time-frequency representations, namely; the short time Fourier transform and the wavelet transform. Later, the problem of voice activity detection in additive nonstationary Gaussian noise is considered. The three commonly used algorithms are compared under various acoustical back ground noise conditions. Those are the energy level method, the zero crossings rate method and the least-square periodicity estimation (LSPE) method. A newmethod for voice activity detection, the adaptive energy threshold method, is developed and compared with the previous methods. Their performances are tested on the recorded traffic, restaurant and rainfall noise. Finally, a hybrid algorithm which is the fusion of the adaptive energy threshold method and the LSPE method is developed and the results are compared. Keywords: Signal detection, cyclostationary, short-time Fourier transform, wavelet transform, voice activity detection, least-square periodicity estimation.