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Diplom-Vortrag: Modellbasierte psychoakustische Störgeräuschreduktion
Riko Brandes
14. Juli 2014
11:00 Uhr
Hörsaal 4G IKS
Heutzutage wird zunehmend über Sprachkommunikationssysteme kommuniziert. Durch die mobile Anwendung sind Gespräche an allen erdenklichen Orten der Welt möglich. Dadurch ergeben sich Szenarien, welche durch akustisch gestörte Umgebungen die Sprachverständlichkeit herabsetzen können.
Zur Erhöhung der Sprachverständlichkeit werden Störgeräuschreduktionssysteme eingesetzt. Das Ziel aller Verfahren zur Störgeräuschreduktion ist es, gleichzeitig das gestörte Sprachsignal möglichst gut von der vorhandenen Störung zu befreien, während die damit verbundene Sprachverzerrung des eigentlichen Nutzsignals so gering wie möglich gehalten wird. Der kritische Teil einer Störgeräuschreduktion besteht in der Schätzung der zeitveränderlichen spektralen Zusammensetzung der Störung. Auf Basis der Schätzung des Störspektrums werden Gewichtsfaktoren berechnet, mit denen das gestörte Eingangssignal frequenz- und zeitadaptiv gefiltert wird.
Fehler bei der Schätzung des Störspektrums führen direkt zu deutlich wahrnehmbaren Artefakten im gefilterten Signal. Als besonders störend wird das sogenannte Musical Noise empfunden. Dies wird durch hohe Fehler bei der Schätzung, welche vorwiegend bei geringem Störabstand auftreten, hervorgerufen. Letzterer ist besonders für höhere Frequenzbereiche aufgrund der Energieverteilung von Sprache sehr klein. Außerdem wird durch die spektrale Gewichtung mittels der konventionellen Störgeräuschreduktion die Sprache so stark gedämpft, dass das Klangbild als verzerrt wahrgenommen wird oder im Extremfall die Sprachverständlichkeit signifikant verringert.
Das Auftreten von Artefakten und die Verzerrung der Sprache durch unnötig hohe Sprachdämpfung wurde unter Verwendung psychoakustischer Eigenschaften des menschlichen Gehörs in einer zweistufigen Störgeräuschreduktion möglichst verringert. Dazu wurden zunächst verschiedene psychoakustische Modelle zur Verwendung im Störgeräuschreduktionssystem angepasst und erweitert. Die Entwicklung neuer psychoakustischer Filterregeln führen in Kombination mit dem psychoakustischen Modell zur weiteren Verringerung der Artefakte im gefilterten Sprachsignal.
