escuela superior politecnica del litoral fiec tema: implementaciÓn, anÁlisis y comparaciÓn de...
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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
FIEC
TEMA:
IMPLEMENTACIÓN, ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE MÉTODOS DE FILTRADO DE SEÑALES DE AUDIO AFECTADAS POR RUIDO BLANCO GAUSSIANO ADITIVO Y RUIDO TIPO PULSOS
AUTORES:
RONAL ESPINOZA.
ISRAEL CORONEL.
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OBJETIVO GENERAL
Realizar un estudio comparativo de algunos de los métodos más empleados para la recuperación de las señales de audio.
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OBJETIVO ESPECIFICO
Implementar los filtros.
Analizar los métodos de filtrado implementados.
Comparación de los filtros.
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INTRODUCCIÓN
El proyecto se enfoca en la comparación de diferentes métodos de filtrado de señales de audio.
Selección de métodos de filtrado digitales adaptativos RLS, LMS y Butterworth.
Utilización de ruidos AWGN y ruido tipo pulso.
Métodos cuantitativos (MSE y SNR) y cualitativos (Encuesta).
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RUIDO AWGN
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RUIDO TIPO PULSOS
Clicks&Pops.
Aparece cuando las fuentes de audio son encendidas/apagadas.
Algo parecido ocurre con las fuentes de corriente
directa.
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FILTRO IIR BUTTERWORTH
Emplea valores de entrada actual y anterior. También se llaman recursivos.
VENTAJAS: Utilizan menos coeficientes (polos y ceros).
DESVENTAJAS Inestabilidad (presencia de polos). No garantizan FT lineal. Implementación muy compleja. BUTTERWORTH: respuesta más plana en f=0 y F=1. Ancha banda de transición.
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FILTRO LMS
LMS (Least Mean Square algorithm)
Valor esperado mínimo del cuadrado de la señal de error
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FILTRO RLS
RLS (Recursive Least Square algorithm).
Los mínimos cuadrados de los pesos de los filtros FIR.
El puerto de salida saca la señal filtrada.
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IMPLEMENTACION DE RUIDO
AWGN
(μ=0, σ²=1, do=41).
RUIDO TIPO PULSO
(A=1, T=5000, Tup=90).
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IMPLEMENTACION BUTTERWORTH
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IMPLEMENTACION LMS
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IMPLEMENTACION RLS
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PRUEBAS Y RESULTADOS BUTTERWORTH
PRESENTACIÓN
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PRUEBAS Y RESULTADOS LMS
PRESENTACIÓN
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PRUEBAS Y RESULTADOS RLS
PRESENTACIÓN
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RESULTADOS CUALITATIVOS BUTTERWORTH
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RESULTADOS CUALITATIVOS LMS
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RESULTADOS CUALITATIVOS RLS
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Método filtrado BUTTERWORTH con AWGN el MSE disminuyó en un 99.26% y la SNR se incrementó un 96,19% mientras en la encuesta 90% eligiéndolo como “EXCELENTE”.
Filtrado LMS, 99,11% para MSE, SNR 165,8% con AWGN, ruido tipo PULSO el MSE 98,9 % y la SNR 103,58%, “BUENO” con el 62% para AWGN y “REGULAR” con el 94% para ruido tipo PULSO.
Filtrado RLS, MSE 99,99% y SNR de 146,48% para AWGN, ruido tipo PULSO el MSE 99,95% y SNR de 101,67%. “EXCELENTE” con el 87% para AWGN, con ruido tipo PULSO con aproximadamente 80%.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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Filtrado LMS respuesta óptima, con longitudes de filtros bajos y factor de fuga de 1. RLS tendrá su mejor respuesta con longitud 8 y varianza variable.
Filtrado BUTTER, MSE 85.04% y SNR 86,40% con AWGN, ruido tipo PULSO el MSE aumento 61.94% y SNR disminuyo un 133,12% encuestados100% dando “EXCELENTE” para AWGN y “MALO” con el 90%.
Afectación de ruido, audio vozhumana SNR de -22,304 y vozmujer con -9,7691 en AWGN para ruido tipo PULSO se mantuvo los mismo resultado.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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Se deberá fomentar la investigación a estudiantes de Ing. Electrónica y Telecomunicaciones de estos métodos de filtrado en la implementación de equipos electrónicos o canales de telecomunicaciones.
Tomar en cuenta que para este trabajo la señal de audio y el ruido deberá encontrarse en el mismo tiempo de muestro.
El medio de comunicación inalámbrico como por ejemplo las antenas RF está expuesto a interferencia de todo tipo, por lo tanto se recomienda realizar investigaciones que ayuden a solventar este inconveniente
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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Se deberá encontrar el valor optimo para poder utilizar de una manera eficiente el método de filtrado RLS.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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FIN
MUCHAS GRACIAS