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Implementação e aprimoramento do método cepstral para cancelamento de realimentação acústica

Acoustic feedback is a problem that affects the performance of sound systems, causing deterioration of sound quality and limitation of achievable amplification. Among all the approaches to minimize this problem, stands out the acoustic feedback cancellation methods (AFC), which uses an adaptive filt...

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Autor principal: Nogueira, Wellington Murilo da Silva
Formato: Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:
Engenharia acústica
Analisadores de som
Métodos de simulação
Acoustical engineering
Sound analyzers
Simulation methods
CNPQ::ENGENHARIAS
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27361
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spelling riut-1-273612022-02-23T06:07:30Z Implementação e aprimoramento do método cepstral para cancelamento de realimentação acústica Nogueira, Wellington Murilo da Silva Bispo, Bruno Catarino Bispo, Bruno Catarino Theodoro, Edson Aparecido Rozas Prado, Vander Teixeira Engenharia acústica Analisadores de som Métodos de simulação Acoustical engineering Sound analyzers Simulation methods CNPQ::ENGENHARIAS Acoustic feedback is a problem that affects the performance of sound systems, causing deterioration of sound quality and limitation of achievable amplification. Among all the approaches to minimize this problem, stands out the acoustic feedback cancellation methods (AFC), which uses an adaptive filter to identify the feedback path and remove its influence from the system. However, as shown in this work, the application of traditional adaptive filtering algorithms in AFC methods presents a bias in the estimation of the impulse response of the feedback path and a slow convergence speed, affecting the performance of the system and necessitating the development of specific methods. Currently, the most promising solution is the acoustic feedback cancellation method based on the cepstral analysis of the error signal (AFC-CE). The present work explores this method through its implementation and evaluation in simulation environment, achieving an increase of maximum stable gain of up to 30 dB in the amplification system, results similar to those found in the literature. It then presents the development of techniques that make the method more robust to variations in the acoustic environment. Finally, it improves the performance of the AFC-CE method through an algorithm that transforms the forgetting factor into a time variant, increasing in general the stability margin of the sound systems. A realimentação acústica é um problema que afeta o desempenho de sistemas de sonorização, causando a deterioração da qualidade do som e uma limitação da amplificação alcançável. Entre todas as abordagens para minimizar este problema, destaca-se o método de cancelamento de realimentação acústica (AFC), que utiliza um filtro adaptativo para identificar o caminho de realimentação e remover sua influência do sistema. Porém, como é demonstrado neste trabalho, a aplicação dos algoritmos de filtragem adaptativa tradicionais nos métodos AFC apresenta um viés na estimativa da resposta ao impulso do caminho de realimentação e uma lenta velocidade de convergência, afetando o desempenho do sistema e tornando necessário o desenvolvimento de métodos específicos. Atualmente, a solução mais promissora é o método de cancelamento de realimentação acústica baseado na análise cepstral do sinal de erro (AFC-CE). O presente trabalho explora este método através de sua implementação e avaliação em ambiente de simulação, alcançando um aumento de máximo ganho estável de até 30 dB no sistema de amplificação, resultados semelhantes aos existentes na literatura. Em seguida, este trabalho apresenta o desenvolvimento de técnicas que tornam o método mais robusto a variações no ambiente acústico. Por fim, aprimora o desempenho do método AFC-CE por meio de um algoritmo que transforma o fator de esquecimento em variante no tempo, aumentando de maneira geral a margem de estabilidade dos sistemas de sonorização. 2022-02-23T00:40:31Z 2022-02-23T00:40:31Z 2018-11-29 bachelorThesis NOGUEIRA, Wellington Murilo da Silva. Implementação e aprimoramento do método cepstral para cancelamento de realimentação acústica. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27361 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Engenharia Eletrônica UTFPR
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Nogueira, Wellington Murilo da Silva
Implementação e aprimoramento do método cepstral para cancelamento de realimentação acústica
description Acoustic feedback is a problem that affects the performance of sound systems, causing deterioration of sound quality and limitation of achievable amplification. Among all the approaches to minimize this problem, stands out the acoustic feedback cancellation methods (AFC), which uses an adaptive filter to identify the feedback path and remove its influence from the system. However, as shown in this work, the application of traditional adaptive filtering algorithms in AFC methods presents a bias in the estimation of the impulse response of the feedback path and a slow convergence speed, affecting the performance of the system and necessitating the development of specific methods. Currently, the most promising solution is the acoustic feedback cancellation method based on the cepstral analysis of the error signal (AFC-CE). The present work explores this method through its implementation and evaluation in simulation environment, achieving an increase of maximum stable gain of up to 30 dB in the amplification system, results similar to those found in the literature. It then presents the development of techniques that make the method more robust to variations in the acoustic environment. Finally, it improves the performance of the AFC-CE method through an algorithm that transforms the forgetting factor into a time variant, increasing in general the stability margin of the sound systems.
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