Akustik eko yok etme uygulamasında doğrusal ve doğrusal olmayan yaklaşımlar
Linear and nonlinear approaches in acoustic echo cancellation application
Yazar: TUĞBA ÖZGE ÖZDİNÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RIFAT HACIOĞLU
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Adaptif filtreler = Adaptive filters

Özet:
Akustik eko; telekonferans, hands-free telefon sistemleri gibi haberleşme sistemlerinde meydana gelmektedir. İstenmeyen eko işaretinin giderilmesini amaçlayan akustik eko yok edicide (Acoustic Echo Canceller- AEC)'de uyarlamalı yaklaşımlar kullanılır. Ancak, kullanılan yükseltecin doğrusal olmayan karakteristiğinden dolayı akustik eko yolunun doğrusal olmayan sistem olarak modellenmesi gerekmektedir. Doğrusal uyarlamalı yok edicinin performansı, eko yolundaki doğrusal olmayan bileşenlerle sınırlanır. Bu doğrusal olmayan yapı, Hammerstein blok yapısı olarak adlandırılır. Hammerstein blok yapısı, doğrusal olmayan bloğun ardından gelen dinamik doğrusal sistemle kaskat bağlanmasıyla ifade edilir. Bu çalışmada, Hammerstein blok yapısı tabanlı akustik eko yok etme algoritmaları üzerinde durulmuştur. Geliştirilen uyarlamalı Hammerstein filtre yapısında Normalize En Küçük Ortalama Kare (Normalized Least Mean Square- NLMS) ve En Küçük Ortalama Kare (Least Mean Square- LMS) algoritması yardımı ile akustik eko yolu model parametreleri elde edilir. Bu uyarlamalı yapıda, doğrusal olmayan blok polinom katsayıları ile doğrusal blok da hem sonlu darbe cevabı (Finite Impulse Response- FIR) hem de sonsuz darbe cevabı (Infinite Impulse Response- IIR) filtre katsayıları ile ifade edilmektedir. Önerilen yaklaşımın performansı incelenerek diğer doğrusal ve doğrusal olmayan yaklaşımlar ile kıyaslanmaktadır. Geliştirilen uyarlamalı Hammerstein algoritması parametrik karmaşıklık ve yakınsama hızı yönünden incelendiğinde daha iyi performans gösterdiği gözlemlenmektedir.

Abstract:
Acoustic echo often occurs in telecommunication systems, such as teleconferencing and hands-free telephone systems. Adaptive approaches have been used in acoustic echo cancellation which aims to cancel the unwanted echo signal. However, recent research has shown that the acoustic echo path would beter be modeled as a nonlinear system due to the nonlinear characteristics of the used amplifier. Therefore, the performance of a linear adaptive canceller is limited by the nonlinear components in the echo path. This nonlinear structure is called as Hammerstein block structure. Hammerstein block structure is defined by cascade connection of a nonlinear block and a linear system. This paper presents acoustic echo cancellation algorithms based on Hammerstein block structure. Echo path model parameters are obtained by Normalized Least Mean Square (NLMS) or Least Mean Square (LMS) algorithms in the developed adaptive Hammerstein filter structure. In this adaptive filter structure, nonlinear block is defined by either Finite Impulse Response (FIR) or Infinite Impulse Response (IIR) filter coefficients. Performance comparison of the proposed approaches have been investigated and they are compared to other linear and nonlinear approaches. Developed adaptive Hammerstein algorithm has shown that better performance considering parametric complexity and convergence speed.