Cancelamento de eco acústico multicanal sem degradação de qualidade para sistemas de telepresença.

Autor(es)

Roberto Roschel Belli

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC)
• Data de defesa: 2001-02-01

Membros da banca

Phillip Mark Seymour Burt; Max Gerken; Joao Marcos Travassos Romano

• Orientador: Phillip Mark Seymour Burt

Resumo

Há, atualmente, um grande interesse por terminais de comunicação viva-voz. Terminais deste tipo são necessários, por exemplo, em sistemas de telepresença. Um problema básico nestes terminais é o cancelamento de eco acústico multicanal. Neste trabalho é apresentada inicialmente uma introdução ao problema básico de cancelamento de eco acústico multicanal. Mostra-se como surge o problema do desalinhamento, resultado principalmente da grande correlação entre os sinais de entrada do filtro adaptativo que faz o cancelamento de eco. Em sistemas de cancelamento de eco acústico multicanal sempre se busca reduzir o máximo possível o desalinhamento, uma vez que um desalinhamento elevado leva a grandes variações na redução de eco obtida. Os métodos atualmente propostos para reduzir o desalinhamento buscam descorrelacionar os sinais de entrada através de não-linearidades ou através da adição de ruído branco descorrelacionado. Estes métodos têm o inconveniente de introduzir uma degradação na qualidade de áudio do sistema. São apresentados, em seguida, resultados de medidas acústicas realizadas para a utilização em simulações. Foram obtidas principalmente respostas ao pulso unitário de salas nas quais um sistema de telepresença poderia ser utilizado. Para realizar simulações e outros cálculos relativos ao problema foram desenvolvidos programas eficientes em MatLab, que são apresentados em seguida. Foram implementados os algoritmos adaptativos FTF e LMS. Com os programas implementados verificou-se o efeito de mudanças na posição do usuário do terminal viva-voz. Foi possível comprovar na prática o problema do desalinhamento no cancelamento de eco acústico multicanal. No caso de cancelamento de eco acústico monocanal, mostrou-se a pequena importância deste aspecto. ) Também foi verificado que sucessivas mudanças na posição do usuário levam a uma redução do desalinhamento. Uma análise teórica deste comportamento foi realizada, para algoritmos das famílias LMS e RLS. Para a redução do desalinhamento foi investigado o método de alterar a função custo com a introdução de uma parcela proporcional à norma dos coeficientes do filtro adaptativo. Para implementar esta alteração bastou acrescentar ruído aos sinais de entrada do algoritmo. Três alternativas foram consideradas para a soma de ruído, com diferentes efeitos sobre a qualidade do áudio, a piora na redução de eco após mudanças na posição do usuário e a complexidade computacional. Investigou-se também o algoritmo leaky-FTF, que é uma versão do algoritmo FTF estabilizado por um fator de \"leakage\". Devido à introdução deste fator, este algoritmo não minimiza a mesma função custo que o algoritmo FTF. Esta mudança na função custo acaba, porém, por ajudar a diminuir o desalinhamento do filtro adaptativo. Um outro método para reduzir o desalinhamento é proposto neste trabalho: o chaveamento de microfones, que equivale a pequenas mudanças periódicas na posição do usuário. Com este método foram conseguidos resultados que chegam a ser melhores do que os relatados na literatura, com a vantagem de não serem introduzidas distorções no sinal de voz. (AU)

• Processo FAPESP: 98/13317-0 - Cancelamento de eco acústico multicanal sem degradação de qualidade para sistemas de telepresença
• Beneficiário: Roberto Roschel Belli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado