В монографии исследуются методы создания диспетчерско-технологических систем телекоммуникаций, систем громкоговорящей связи аудиообмена в условиях сложной помеховой обстановки. Исследуются методы построения моделей сигналов, исследуются методы определения параметров моделей систем передачи и обмена речевыми сообщениями. Исследуются и представлены более эффективные алгоритмы подавления внешних акустических шумов. Исследованы быстродействующие алгоритмы компенсации акустических эхо-сигналов. Рассмотрены вопросы повышения эффективности обмена аудиоинформацией в распределенных оперативно-командных телекоммуникационных системах на многофункциональных объектах, работающих в условиях воздействия интенсивных внешних акустических помех. Исследуются статистические характеристики акустических сигналов и помех, разрабатываются их модели и аппроксимации. Представлены алгоритмы линейной фильтрации и алгоритмы эхо-компенсации.br /Монография предназначена для инженеров, аспирантов, специализирующихся в области телекоммуникационных систем обмена аудиоинформацией, а также для студентов вузов соответствующих направлений подготовки.

ВВЕДЕНИЕ......3 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ И АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ АУДИОСИГНАЛОВ В ОПЕРАТИВНО-КОМАНДНЫХ СИСТЕМАХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ......6 1.1. Современное состояние телекоммуникационных систем аудио обмена информацией......6 1.2. Требования
предъявляемые к оперативно-командным системам телекоммуникационного обмена речевой информацией......8 1.2.1. Методы оценки слоговой разборчивости в системах передачи речевых сигналов......9 1.2.2. Параметры телекоммуникационной системы
влияющие на слоговую разборчивость передачи речевых сообщений......11 1.2.3. Внешние факторы
влияющие на слоговую разборчивость передачи речевых сообщений
и современные алгоритмы обработки......12 1.3. Сигналы и помехи в телекоммуникационных системах аудио обмена......15 1.3.1. Внешние акустические помехи в системах аудио обмена......15 1.3.2. Речевые сигналы в системах обмена аудио информацией......21 1.4. Модели аудиосигналов и методы их оценивания......23 1.5. Модели эхо-сигналов и структуры абонентских устройств в оперативно-командных телекоммуникационных системах ГГС......31 1.6. Оценки характеристик стационарных сигналов в телекоммуникационных системах передачи речи......33 1.7. Оценивание нестационарных сигналов в телекоммуникационных системах передачи речи......35 1.8. Задачи повышения эффективности телекоммуникационных систем обмена речевыми сообщениями......37 2. ОЦЕНИВАНИЕ ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ В ДИСПЕТЧЕРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ......39 2.1. Методы оценивания распределения плотности вероятности речевых сигналов и помех......39 2.2. Регуляризация некорректной задачи оценивания плотности вероятности речевых сигналов и помех......46 2.3. Методы оценивания параметризованной функции плотности.......53 2.4. Основные выводы по восстановлению плотности распределения......58 3. КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИГНАЛОВ В ДИСПЕТЧЕРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ РЕЧЕВЫХ СООБЩЕНИЙ......60 3.1. Моментные и спектральные функции сигналов в системах передачи речевых сообщений......60 3.2. Спектральный анализ сигналов в системах передачи речевых сообщений......67 3.3. Корреляционные характеристики сигналов в телекоммуникационных системах передачи речевых сообщений......72 3.4. Общие выводы по корреляционному и спектральному анализу сигналов в диспетчерско-технологических системах обмена речевыми сообщениями......79 4. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ РЕЧЕВЫХ СООБЩЕНИЙ......80 4.1. Вопросы моделирования сигналов в системах передачи речевых сообщений......80 4.2. Функции регрессии и метод наименьших квадратов в задачах параметрического моделирования сигналов в системах обмена речевыми сообщениями......90 4.3. Алгоритм сглаживания данных
представленных выборками речевого сигнала......96 4.4. Алгоритм идентификации модели помехи с медленно изменяющимися параметрами......108 4.5. Общие выводы по параметрическому моделированию и идентификации медленно изменяющихся параметров сигналов в телекоммуникационных системах передачи речевых сообщений......116 5. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ В ОПЕРАТИВНО-КОМАНДНЫХ СИСТЕМАХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ......117 5.1. Модель одномерной функции плотности вероятности речевых сигналов......117 5.1.1. Алгоритм гистограммной оценки функции плотности вероятности речевого сигнала......117 5.1.2. Восстановление плотности вероятности речевого сигнала по эмпирическим данным......119 5.1.3. Алгоритм аппроксимации гистограммы речевого сигнала многочленом по системе экспоненциальных функций......122 5.2. Автокорреляционные функции речевых сигналов......128 5.2.1. АКФ речевых сигналов на конечных интервалах......128 5.2.2. Математическая модель АКФ речевых сигналов......132 5.3. Модели характеристик внешних помех в системах телекоммуникаций обмена аудио информацией......135 5.3.1. Модель одномерной функции плотности вероятности внешних шумовых помех в оперативно-командных системах телекоммуникаций......135 5.3.2. Автокорреляционная функция внешних шумовых помех в системах телекоммуникаций передачи речевых сообщений......138 5.4. Исследование спектральных характеристик сигналов в системах телекоммуникаций......141 5.4.1. Спектральные характеристики сигналов на конечных интервалах......141 5.4.2. Алгоритмы исследования форм спектральной плотности с помощью кратковременного ДПФ......142 5.4.3. Результаты исследования спектральных характеристик речевых сигналов с помощью алгоритмов кратковременных ДПФ......144 5.4.4. Аппроксимация функции спектральной плотности мощности речевых сигналов......146 5.5. Спектральная плотность мощности внешних шумовых помех в системах оперативно-командной связи......148 5.6. Выводы......150 6. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ ОБМЕНА АУДИОИНФОРМАЦИЕЙ......152 6.1. Исследование влияния отношения сигнал/шум на значение слоговой разборчивости в системе телекоммуникаций обмена речевыми сообщениями......152 6.2. Адаптивная линейная фильтрация в задаче повышения отношения сигнал/шум в системах обмена речевой информацией......157 6.3. Метод рекуррентной адаптивной компенсации эха по конечному числу выборок в пределах скользящего кадра данных......163 6.4. Метод корреляционно-экстремального оценивания параметров эхо-сигналов......168 6.5. Выводы......172 7. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ
ПОВЫШАЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ ОБМЕНА АУДИОИНФОРМАЦИЕЙ......174 7.1. Адаптивная компенсация и многоканальная обработка эхо-сигналов......174 7.2. Адаптивный многоканальный алгоритм подавления аддитивных акустических помех......182 7.3. Оптимизация полос фильтрации по критерию совместной вероятности формантных составляющих и составляющих помех в многоканальных алгоритмах обработки......187 7.4. Алгоритм адаптивного подавления акустических помех с формантным распределением полос режекции......190 7.5. Способ и алгоритм адаптивной фильтрации речевых сигналов и подавления акустических помех методами ДПФ......193 7.6. Сравнительный анализ эффективности предложенных алгоритмов шумоподавления и эхо-компенсации......196 ЗАКЛЮЧЕНИЕ......198 ЛИТЕРАТУРА......199

Кропотов Ю.Д.
Заведующий лабораторией нейробиологии программирования действий Института мозга человека им. Н.П. Бехтеревой