การขจัดสัญญาณเสียงสะท้อนในสถานการณ์ดับเบิ้ลทอล์ก

Abstract

สัญญาณเสียงสะท้อนเป็นปัญหาที่น่าท้าทายในระบบการสื่อสารทางเสียงแบบไม่ใช้มือ ซึ่งเกิดจากการเชื่อมต่อ (coupling) ระหว่างไมโครโฟนและลำโพง วิธีหนึ่งในการขจัดสัญญาณเสียงสะท้อน (Acoustic Echo Cancellation, AEC) สามารถทำได้โดยใช้วงจรกรองแบบปรับตัวชนิดผลตอบสนองต่ออิมพัลล์จำกัด โดยในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้จะพิจารณาระบบ AEC ในขณะที่เกิด สถานการณ์ดับเบิ้ลทอล์ก (Double-talk, DT) ซึ่งเป็นกรณีที่มีสัญญาณเสียงของผู้พูดในห้องใกล้เกิดขึ้นพร้อมกันกับผู้พูดในห้องไกล เนื่องจากสัญญาณเสียงของผู้พูดในห้องใกล้นี้จะกระทำตัวเป็นสัญญาณรบกวนที่มีระดับพลังงานสูง ส่งผลให้เกิดการรบกวนการทำงานของวงจรกรองแบบปรับตัวทำให้เกิดการลู่ออกจากสภาวะอยู่ตัวอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ตัวตรวจวัดสถานการณ์ DT (Double-Talk Detector, DTD) จึงเป็นส่วนสำคัญในระบบ AEC DTD ควรจะมีคุณสมบัติพื้นฐานในการตรวจวัดการเกิดสถานการณ์ DT ได้อย่างรวดเร็วและถูกต้อง นอกจากนี้ DTD ควรจะมีความสามารถในการแยกแยะสถานการณ์ DT ออกจากสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงวิถีสะท้อนทางเสียง (Acoustic Echo Path Change, AEPC) และติดตามการเปลี่ยนแปลงวิถีสะท้อนทางเสียงได้อย่างรวดเร็ว โดยที่ DTD ควรจะมีการประวิงเวลาในการตัดสินที่ไม่มากนักเพื่อป้องกันการตัดสินผิดพลาดของ DTD วิทยานิพนธ์นี้เสนอ DTD ที่ใช้ในการแยกแยะสถานการณ์ DT ออกจากสถานการณ์ AEPC โดยจะใช้พฤติกรรมสหสัมพันธ์ (correlation behavior) ของเวกเตอร์เกรเดียนท์ นอกจากนี้ DTD อีกตัวหนึ่งได้ถูกเสนอเพื่อใช้ในการแยกแยะสถานการณ์ DT ออกจากสภาวะอยู่ตัว โดย DTD ทั้ง 2 ตัวจะทำการควบคุมอัตราการปรับตัว (adaptation gain) ของระเบียบวิธี Normalized Least Mean Square (NLMS) ส่งผลให้ระเบียบวิธี NLMS มีอัตราการลู่เข้าที่เร็วเมื่อเกิดสถานการณ์ AEPC และมีอัตราการลู่เข้าที่ช้าลงเมื่ออยู่ในช่วงที่เกิดสถานการณ์ DT