RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Вычислительная математика и информатика» // Архив

Вестн. ЮУрГУ. Сер. Выч. матем. информ., 2022, том 11, выпуск 2, страницы 43–58 (Mi vyurv277)

Метод подавления акустического эха на основе рекуррентной нейронной сети и алгоритма кластеризации

Д. М. Шаход, О. Л. Ибряева

Южно-Уральский государственный университет (454080 Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, д. 76)

Аннотация: В статье решается задача подавления акустического эха на основе нейронной сети оценивающей идеальную двоичную маску IBM из признаков, извлеченных из смеси сигналов ближнего и дальнего конца. Новизна предложенного метода заключается в использовании алгоритма кластеризации дополнительно с двунаправленной рекуррентной нейронной сетью BLSTM. Для оценки использования алгоритмов кластеризации EM, Mean-Shift, k-Means, модели были обучены и протестированы на базе данных TIMIT. Для каждой модели были вычислены метрики ERLE, PESQ, STOI, характеризующие ее качество. Использование алгоритмов кластеризации EM, Mean-Shift оказалось неэффективным по сравнению с алгоритмом BLSTM при соотношении сигнал/эхо 10 дБ. При соотношении сигнал/эхо 6 дБ BLSTM+Mean-Shift привел к незначительному улучшению метрики PESQ по сравнению с алгоритмом BLSTM. Результаты экспериментов показали эффективность предложенной модели BLSTM при использовании сети с алгоритмом K-Means, по сравнению с использованием чистой BLSTM для подавления эха в сценариях с двойным разговором. При соотношении сигнал/эхо 10 дБ метрика STOI, характеризующая разборчивость речи, улучшилась на 7%, а метрика PESQ, характеризующая качество восстановления речи, на 18.8%.

Ключевые слова: идеальная двоичная маска, сигнал ближнего конца, сигнал дальнего конца, двунаправленная рекуррентная нейронная сеть, кластеризация, двойной разговор.

УДК: 004.032.26, 004.048

Поступила в редакцию: 01.04.2022

DOI: 10.14529/cmse220204



© МИАН, 2026