Tesis:
Cancelación de ecos multicanal.
- Autor: GARCIA MORALES, Lino Pedro
- Título: Cancelación de ecos multicanal.
- Fecha: 2006
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
- Departamentos: SEÑALES, SISTEMAS Y RADIOCOMUNICACIONES
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/6522/
- Director/a 1º: CASAJUS-QUIROS, Francisco Javier
- Resumen: La idea básica de la cancelación de ecos es bloquear la señal desde la sala remota para que no se realimente. Para ello se coloca un sistema adaptativo en medio que genere "idealmente" la misma señal que proviene de la sala local y se envía de vuelta a la sala remota la diferencia entre la señal estimada y la que retoma de la sala local, en lugar de esta última. La introducción de múltiples canales permite capturar la espacialidad de los locutores pero introduce una alta correlación entre las señales que afecta el comportamiento del cancelador adaptativo. Este inconveniente de mal condicionamiento del sistema, conocido como problema de la no-unicidad, puede hacer incluso que el sistema adaptativo converja a una solución no única. En la cancelación de ecos multicanal estas soluciones no sólo dependen de las respuestas al impulso de la sala local, sí no también de las respuestas al impulso de la sala remota. Las respuestas al impulso de las salas típicas en aplicaciones manos libres, que requieren de la cancelación de ecos, son extremadamente grandes (del orden de miles de coeficientes). La enorme longitud de las respuestas al impulso no sólo se traduce en un gran volumen de operaciones matemáticas sino también en un retardo inadmisible perceptualmente. En la primera parte de esta tesis se estudia el problema de la cancelación de ecos acústicos multicanal. A continuación se exploran y comparan diferentes técnicas de filtrado adaptativo multicanal en la búsqueda de la idoneidad para la aplicación de la cancelación de ecos. Para ello se establecen ocho experimentos: el primero y el cuarto, de un solo canal (caso más simple); el segundo, quinto y séptimo, de dos canales (caso estéreo: más simple del caso multicanal general); el tercero, sexto y octavo, de cinco canales (caso multicanal típico en aplicaciones domésticas y de videoconferencia). Los experimentos son elegidos de manera tal que constituyan casos críticos con una muy elevada correlación inter-canal para poder estimar el comportamiento de los algoritmos en una situación muy crítica. Estas técnicas de filtrado adaptativo no pueden ser aplicadas directamente a un sistema de cancelación de ecos acústicos multicanal adaptativo por el retardo y la carga computacional que imponen las largas respuestas al impulso acústicas involucradas. Por ello, en la segunda parte de la tesis, se estudian arquitecturas de filtrado adaptativo multirresolución para abordar el problema en el dominio del tiempo y la frecuencia: descomposición en subbandas y filtrado adaptativo en el dominio de la frecuencia particionado por bloques. Por último se hace un estudio para la decorrelación inter-canal que busca un mejor condicionamiento del problema: la decorrelación mediante la transformación adaptativa de Karhunen-Loeve y la introducción de ruido de banda ancha decorrelado. Esta última técnica permite afrontar el problema de la cancelación de ecos multicanal sin detección de doble locución. Finalmente se intenta buscar una valoración subjetiva de los resultados. En los apéndices se tratan dos temas muy importantes para el desarrollo de esta tesis. El primero trata de la simulación y medición de salas. Ambas técnicas son muy importantes para la cancelación de ecos multicanal porque permiten disponer de respuestas al impulso en diferentes condiciones, correlación, etc. sobre las que basar las simulaciones de los algoritmos desarrollados y analizados en la tesis. La segunda trata de las técnicas de gradiente conjugado que, aunque son un algoritmo de optimización para la minimización de funciones, por su importancia en esta investigación merece un estudio detallado. El uso de las técnicas de gradiente conjugado en la cancelación de ecos acústicos multicanal es uno de los aportes fundamentales de esta investigación y de ello se derivan diferentes algoritmos adaptativos.