Spektral çıkarma tabanlı kalman filtresi ile ses sinyallerinin iyileştirilmesi

Abstract

Kalman filtresinin, özellikle GPS ve Navigasyon uygulamalarında sunduğu üstün tahmin yeteneği, son yıllarda ses sinyallerinin işlenmesinde de kullanılmaya çalışılmıştır. Kalman filtresi en etkili ses iyileştirme yöntemlerinden biridir ancak, Kalman filtresi ile ses sinyallerini iyileştirebilmek için bir takım parametrelerin bilinmesi gerekmektedir. Temiz sinyale ait AR (Autoregressive) katsayıları ve gürültüye ait kovaryans matrisi, Kalman filtresinin başarısını çok büyük ölçüde etkileyen ve bilinmesi gereken parametrelerdir. Pratikte mevcut olan sadece gürültülü sinyal olduğu için bu parametrelerin tahmin edilmesi oldukça zordur ve hala bu konu üzerinde çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmada, farklı tipteki gürültülerle bozulmuş sinyallere, Spektral çıkarma, Wiener filtresi ve Kalman filtresi ayrı ayrı uygulanmıştır.Kalman filtresi için gerekli olan katsayılar temiz sinyal kullanılarak hesaplanmıştır. Daha sonra Spektral çıkarma ile birleştirilmiş Kalman filtresi uygulanmıştır. Kalman filtresi için gerekli olan parametreler Spektral çıkarma yöntemi ile iyileştirilmiş sinyal kullanılarak belirlenmiştir. Uygulama sonuçları, objektif bir ölçüm olan SNR değerleri baz alınarak karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar; birleştirilmiş Kalman filtresinin Wiener filtresine ve Spektral çıkarmaya oranla daha iyi bir SNR artışı sağladığını göstermiştir. Ayrıca birleştirilmiş Kalman filtresinin Spektral çıkarmadan kaynaklanan müzikal gürültüyü bastırdığı da gözlemlenmiştir