Эхо и отражение сигнала при прохождении по звукопрододу (среде) от различных поверхностей приводит к значительной ошибке при регистрации сигнала. Особенно это имеет большое значение при выделении источника, находящегося в объекте, а измерение его осуществляется не его поверхности, т.е. вне зоны прямого доступа. Особенно это важно для устранения эхо-сигнала, возникающего при прохождении акустического сигнала через ограниченное пространство (канал, имеющий стенки). Отражение сигнала от стенок вносит существенную погрешность в определение мощности источника, т.к. в спектре мощности зарегистрированного сигнала все отраженные сигналы суммируются. Поэтому использование кепстров позволяет разделить эхо-сигнал и после модификации его от основного сигнала по оси квефренции. После модификации осуществить обратное логарифмирование и получить фактический спектр исходного сигнала. В качестве примера на 4.38 д приведена схема исследования прохождения звукового сигнала с отражением от поверхности. Показанный на рис. 4.38 a спектр мощности является результатом анализа широкополосного акустического сигнала, воспринятого микрофоном в нормальном помещении с отражающей звук пластиной на расстоянии 43 см сзади микрофона. Пики показанного на рис. 4.38 б кепстра мощности, соответствующие кратным равного 2,64 мс времени задержки и обусловленные отражениями звуковых волн, были устранены путем модификации. Модификация предполагает устранение в кепстре мощности определенного из спектра мощности суммарного сигнала пика, расположенного на оси квефренции 2,64 мс с последующим переводом мощности этого пика в мощность основного сигнала. Претерпевший упомянутую модификацию кепстр мощности показан на рис. 4.38 в, а соответствующий этому модифицированному кепстру, спектр мощности представлен на рис. 4.38 г. Этот спектр хорошо соответствует спектру мощности, показанному на рис. 4.38 д, полученному в результате анализа сигнала от микрофона в отсутствии упомянутой выше отражающей звук пластины. Таким образом, удаляя из кепстра мощности все гармоники, за основной гармоникой по оси квефренции и перестраивая эту мощность на мощность основной гармоники можно получить сигнал, соответствующий фактическому сигналу, создаваемому непосредственно источником.
|
|
Рис. 4.38 Иллюстрация основанного на модифицировании кепстра мощности метода устранения эха
Данный метод нашел широкое применение в радиотехнике, особенно в телефонии, телевидение и радиовещании для устранения шумов, возникающих при передачи звукового сигнала от одного корреспондента до другого.