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A solid system of full consensus
Full text linkReflexiones sobre 40 años de democracia.Fil: Romoli, Laura. Universidad Católica de La Plata; Argentina
Advanced application for multichannel teleconferencing audio systems
No full textAl giorno d'oggi si registra un grande interesse verso i sistemi di telecon-
ferenza multimediale a seguito della crescente richiesta di comunicazioni effi-
cienti e dello sviluppo di tecniche avanzate per il processamento digitale dei
segnali. Un sistema di teleconferenza dovrebbe fornire una rappresentazione
realistica del campo sonoro e visivo, consentendo una comunicazione natu-
rale tra i partecipanti dislocati ovunque nel mondo come fossero nella stessa
stanza. In questo contesto, sono stati sviluppati molti sistemi, a partire da
applicazioni basate su PC pensate per comunicazioni tra singoli utenti no
a sistemi complessi dotati di ampi schermi che riproducono la stanza remota
come fosse il proseguimento della stanza locale.
Nei sistemi di teleconferenza è possibile ridurre l'eco indesiderata dovuta
all'accoppiamento tra l'altoparlante e il microfono usando un cancellatore
d'eco acustica (AEC). In presenza di più di un partecipante, per la localizza-
zione del parlatore devono essere presi in considerazione sistemi multicanale.
Possono essere ottenute prestazioni più realistiche già con sistemi stereofonici,
poichè gli ascoltatori hanno a disposizione informazioni spaziali che aiutano
ad identi care la posizione del parlatore. Tuttavia, deve essere impiegato un
maggior numero di ltri adattativi e la relazione lineare esistente tra i due
canali generati dalla stessa sorgente causa problemi aggiuntivi: la soluzione
dell'algoritmo adattativo non è unica e dipende dalla posizione del parla-
tore nella stanza di trasmissione che non è stazionaria, causando possibili
problemi di convergenza. In aggiunta, la scelta dell'algoritmo adattativo di-
venta estremamente importante perchè le prestazioni dipendono dal numero
di condizionamento del segnale d'ingresso che è molto alto nello scenario
multicanale. In questa tesi, vengono presentati contributi innovativi per la
cancellazione d'eco acustica stereofonica basati sul fenomeno della \missing-
fundamental". L'innovazione delle soluzioni è legata alla grande riduzione
della coerenza tra i canali del segnale stereo che si riesce ad ottenere senza al-
terare la qualità dell'audio e la percezione stereofonica. Inoltre, viene discussa
una soluzione per migliorare la velocità di convergenza dei filtri adattativi
basata su un metodo per la variazione del passo d'adattamento: l'approccio
è applicato alla cancellazione d'eco acustica stereofonica ma in realtà può
essere usato per generici algoritmi adattativi.
Contestualmente, si è assistito ad un crescente interesse nel progetto di si-
stemi che forniscono una riproduzione dei suoni la più realistica possibile
così che l'ascoltatore non si accorge che sono stati prodotti artifi cialmente
poichè è immerso nella scena audio virtuale circondato da un elevato numero di altoparlanti. I sistemi convezionali sono progettati per massimizzare
la senzazione acustica in una speci ca posizione dell'ambiente d'ascolto, il
cosiddetto sweet spot. Inoltre, non è possibile ottenere una corretta localiz-
zazione della sorgente con un numero limitato di altoparlanti. Quindi, sono
stati condotti diversi studi sull'ottimizzazione di questi sistemi, concentrando
l'attenzione su nuove tecniche di registrazione e riproduzione, ovvero la Wave
Field Analysis (WFA) e la Wave Field Synthesis (WFS). La prima è una tec-
nica di registrazione del campo sonoro basata su array di microfoni e la
seconda consente la sintesi del campo sonoro attraverso array di altoparlanti.
Per utilizzare queste tecniche in scenari reali (ad esempio, sistemi di telecon-
ferenza, cinema, home theatre) è necessario applicare algoritmi multicanale
per il processamento digitale dei segnali, già sviluppati per sistemi tradizio-
nali. Questo porta all'introduzione della Wave Domain Adaptive Filtering
(WDAF), ovvero una generalizzazione spazio-temporale dell'algoritmo adat-
tativo Fast Least Mean Squares, consentendo una considerevole riduzione
della complessità computazionale.
In questa tesi vengono discusse soluzioni efficienti per un'implementazione
in tempo reale e possibili approssimazioni di fase delle funzioni guida usate
per gestire gli altoparlanti. Inoltre, vengono presentati un approccio per la
WDAF basato sulla struttura Weighted-Overlap-Add e una tecnica per il
puntamento digitale dei arrays lineari basata sulla WFS: l'obiettivo di questi
studi è quello di applicare questi concetti in scenari reali, come nel caso di
un sistema di teleconferenza. Infatti, le suddette tecniche per la riproduzione
audio immersiva possono essere sfruttate per migliorare le prestazioni di si-
stemi di teleconferenza a grandezza naturale, combinando requisiti temporali
e spaziali.
Inoltre, risultano necessari algoritmi di riproduzione audio per migliorare
la qualità audio percepita così da rendere più piacevole l'ambiente d'ascolto
tenendo conto di alcune caratteristiche proprie dell'ambiente. Più speci ficata-
mente, l'equalizzazione rappresenta uno strumento potente capace di gestire
le irregolarità della risposta in frequenza: un equalizzatore può compensare il
posizionamento del parlatore e le caratteristiche della stanza d'ascolto e può
essere applicato in un sistema di teleconferenza per rendere la comunicazione
la più naturale possibile. In questo lavoro vengono discusse la valutazione di
un equalizzatore multipunto e una soluzione mixed-phase con un ritardo di
gruppo della stanza adeguatamente progettato.Nowadays, there is a large interest towards multimedia teleconferencing sys-
tems as a consequence of the increasing requirement for efficent communica-
tions and the development of advanced digital signal processing techniques.
A teleconferencing system should provide a realistic representation of visual
and sound fields, allowing a natural communication among participants any-
where in the world as they were all in the same room. In this context, a lot of
systems have been developed ranging from PC-based applications, thought
for single users communications, up to complex systems provided with large
video screens playing the remote room as it were a continuum of the local
room.
In teleconferencing systems the undesired echo due to coupling between the
loudspeaker and the microphone can be reduced using an acoustic echo can-
celer (AEC). In the presence of more than one participant, multichannel
systems have to be taken into consideration for speaker localization. More
realistic performance can be already obtained through stereophonic systems
since listeners have spatial information that helps to identify the speaker
position. Anyway, more adaptive lters have to be used and the linear rela-
tionship existing between the two channels generated from the same source
brings some additional problems: the solution of the adaptive algorithm is
not unique and depends on the speaker position in the transmission room
which is not stationary, causing possible convergence problems. Moreover,
the choice of the adaptive algorithm becomes extremely important because
the performance depends on the condition number of the input signal which
is very high in the multichannel scenario. In this thesis novel contributions
for stereophonic acoustic echo cancellation are given based on the \missing-
fundamental" phenomenon. The novelty of the solutions is related to the
great interchannel coherence reduction obtained without a ecting speech
quality and stereo perception. Moreover, a solution for improving the con-
vergence speed of adaptive lters is discussed based on a variable step-size
method: the approach is applied to stereophonic acoustic echo cancellation
but, actually, it can be used for generic adaptive algorithms.
Contextually, there has been an increasing interest in the design of systems
providing a reproduction of sounds as realistic as possible so that the lis-
tener does not notice that they have been produced arti cially since he is
immersed in the virtual audio scene surrounded by a large number of loud-
speakers. Conventional systems are designed to obtain the optimal acoustic
sensation in a particular position of the listening environment, i.e., the so
called sweet spot. Furthermore, it is impossible to achieve a correct source
localization with a limited number of loudspeakers. Hence, several research
e orts have been made in the optimization of these systems, focusing on new
recording and reproduction techniques, i.e., Wave Field Analysis (WFA) and
Wave Field Synthesis (WFS). The former is a sound eld recording tech-
nique based on microphone arrays and the latter allows sound eld synthesis
through loudspeakers arrays. At the aim of using these techniques in real
world applications (e.g., teleconferencing systems, cinemas, home theatres)
it is necessary to apply multichannel digital signal processing algorithms,
already developed for traditional systems. This led to the introduction of
Wave Domain Adaptive Filtering (WDAF), a spatio-temporal generalization
of Fast Least Mean Squares adaptive algorithm, allowing a considerable re-
duction of the computational complexity.
Efficient solutions for real time implementation and possible phase approx-
imations of the driving functions used in order to manage the loudspeakers
are discussed in this thesis. Furthermore, a Weighted-Overlap-Add-based
(WOLA-based) approach for WDAF and a WFS-based digital pointing of
line arrays are presented: the objective of these studies is that of apply-
ing these concepts in real scenarios, such as a teleconferencing system. In-
deed, the aforementioned immersive audio reproduction techniques can be
exploited for enhancing the performance of life-sized teleconferencing sys-
tems, combining temporal and spatial requirements.
Furthermore, audio rendering algorithms are needed to improve the perceived
audio quality in order to make the listening environment more pleasant by
taking into account some speci c features of the environment. More specifically, equalization represents a powerful tool capable of dealing with the
frequency response irregularities: an equalizer can compensates for speaker
placement and listening room characteristics and it can be applied in a tele-conferencing system to make the communication the most natural as possible.
The evaluation of a multipoint equalizer and a mixed-phase solution with a
suitably designed room group delay are discussed in this work
Robust Room Impulse Response Measurement Using Perfect Sequences for Legendre Nonlinear Filters
No full textThe paper proposes a novel approach for measuring the room impulse response that is robust toward the nonlinearities affecting the power amplifier or the loudspeaker. The approach is implemented by modeling the acoustic path as a Legendre nonlinear filter and by measuring the first-order kernel using perfect periodic sequences and the cross-correlation method. Perfect sequences for Legendre filters are periodic sequences that guarantee the orthogonality of the Legendre basis functions over a period. They ensure the robustness of the first kernel measurement toward nonlinear distortions. The paper also explains how perfect periodic sequences for Legendre filters that are suitable for room impulse response identification can be developed. Experimental results involving both simulated and real environments illustrate the effectiveness and the robustness of the proposed approach
A variable step-size frequency-domain adaptive filtering algorithm for stereophonic acoustic echo cancellation
No full textA Voice Activity Detection Algorithm for Multichannel Acoustic Echo Cancellation Exploiting Fundamental Frequency Estimation
No full textMultichannel acoustic echo cancellation exploiting effective fundamental frequency estimation
No full textA Combined Approach for Channel Decorrelation in Stereo Acoustic Echo Cancellation Exploiting Time-Varying Frequency Shifting
No full textRoom impulse response estimation using perfect sequences for Legendre nonlinear filters
No full textThe paper proposes a novel method for room impulse response estimation that is robust towards nonlinearities affecting the power amplifier or the loudspeaker of the measurement system. The method is based on measurements of the first order kernel of the Legendre nonlinear filter modeling the acoustic path. In the proposed approach, the first order kernel is efficiently estimated with the cross-correlation method using perfect periodic sequences for Legendre filters. Perfect sequences with period suitable for room impulse response identification are also developed within the paper. Simulation results in a realistic scenario illustrate the effectiveness and robustness towards nonlinearities of the proposed approach
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