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Orientadores: Bruno Sanches Masiero, Rosângela Fernandes Coelho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Nessa Dissertação, é estudado o impacto do efeito da reverberação em sistemas de identificação de locutor com casamento e descasamento de reverberações entre treinamento e teste. No desenvolvimento do trabalho, uma análise do efeito é realizada a partir das medidas espectrograma, cocleograma, INS (índice de não-estacionariedade) e distância Bhattacharyya do sinal de voz reverberado em diferentes condições. O estudo mostrou que o aumento do valor de RT60 em uma sala causa uma diminuição da não-estacionariedade do sinal de voz reverberado. Em seguida, experimentos com medidas objetivas indicam como a reverberação é capaz de degradar a inteligibilidade do sinal de voz e que a utilização de máscaras acústicas pode atenuar estes efeitos. Por fim, é proposto o emprego de máscaras acústicas para identificação de locutor em ambientes com reverberação. Experimentos de identificação de locutor indicaram que o uso de máscaras acústicas melhora os resultados de identificação para casamento de reverberação entre treinamento e teste. Também foi proposta a utilização do atributo acústico GFCC (Gammatone Frequency Cepstral Coefficients) e do classificador alfa-GMM para a identificação de locutor com reverberação. Estas técnicas se mostraram eficazes em recuperar as taxas de acerto em casos de descasamento de reverberação em uma mesma sala Abstract: This work presents a study about the effect of reverberation in speaker identification systems with mismatch between training and testing phases. Spectrograms, cochleograms INS (Index of Non-Stationarity) and the Bhattacharyya distance are used to analyze the reverberated speech signal under several conditions. This study show that an improvent in RT60 in a room can reduce the non-stationarity of the reverberated speech. Also, objective measures indicate that reverberation degrades speech intelligibility, that can be improved by binary masks, that are are proposed to improve speaker identification systems under reverberant conditions. Results show that the technique improved the identification rates for reverberation matches between training and testing. The classifier alfa-GMM and the acoustic feature GFCC (Gammatone Frequency Cepstral Coefficients) are also proposed in this work for speaker identification in reverberant conditions. Those techniques were capable of improve the correct rates under reverberation mismatch in a room Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica CPqD/Campinas

Orientador: Stelamaris Rolla Bertoli Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: No comportamento acústico de salas está presente, como em qualquer espaço enclausurado, o fenômeno das ondas estacionárias, também conhecidas por modos acústicos. Quando em salas pequenas (volumes inferiores a 60 m³), esse fenômeno produz heterogeneidades espectral e espacial suficientes para desqualificar a acústica do ambiente, principalmente nas primeiras oitavas do espectro audível (25 a 280 Hz, aproximadamente). A alternativa mais adequada para contornar este problema é a implementação de absorção sonora, para a qual destaca-se o absorvedor de Helmholtz, dispositivo cuja produção e instalação são simples e de baixo custo. Esse tipo de absorvedor atua em faixas estreitas do espectro, com valores que dependem da respectiva configuração geométrica. O campo modal, por sua vez, possui uma gama de frequências que depende da geometria da sala onde foi formado. Dessa forma, para se controlar os modos acústicos via absorvedor de Helmholtz, são necessários dispositivos de variadas configurações, cada qual projetado para atuar em uma frequência específica do campo modal relativo à sala de aplicação. Julga-se que tal especificidade poderia ser minimizada com o desenvolvimento de uma solução variável, passível de sofrer ajustes nas configurações e, consequentemente, modificar a frequência de atuação perante a demanda. A presente pesquisa tem como objetivo testar essa hipótese. Estudos teóricos e experimentais foram conduzidos para caracterizar o absorvedor de Helmholtz na faixa de frequência desejada. Mostrou-se que, ao variar dois dos cinco parâmetros do sistema que são passíveis de modificações, é possível obter configurações do absorvedor que apresentam absorção sintonizada ao longo da faixa de interesse com magnitude elevada (coeficientes de absorção sonora em torno de 0.7). Dos resultados obtidos, foi desenvolvida uma proposta de absorvedor de Helmholtz variável para ser aplicado no controle modal de salas pequenas Abstract: As in any enclosed space, the phenomenon of stationary sound waves, also known as acoustic modes, is observed in the acoustic behavior of rooms. In the case of rooms with volumes less than 60 m³ (small rooms), this phenomenon produces spectral and spatial heterogeneities enough to disqualify the acoustics of the environment, especially for the first octaves of the audible spectrum (25 to 280 Hz, approximately). The most adequate alternative to control this problem is the implementation of sound absorption, to which stands out the Helmholtz absorber, a device whose production and installation are simple and of low cost. This type of absorber acts in narrow bands of the spectrum, tuned according to the respective geometric configuration. On other hand, the frequency range of the modal field depends on the geometry of the room where it was generated. Thus, to control the acoustic modes via the Helmholtz absorber, devices of various configurations are required, each one designed to operate at a specific frequency of the modal field relative to the application room. It is judged that such specificity could be minimized by the development of a single solution that allows variations in the respective configuration, thus being able to be tuned according to the needs. The present research aims to test this hypothesis. Theoretical and experimental studies were conducted to characterize the Helmholtz absorber in the desired frequency range. It has been shown that it is possible to obtain absorber configurations tuned over the range of interest with high magnitude (sound absorption coefficients around 0.7) by varying two of the five parameters of the system that are amenable to modification. From the results, a proposal of variable Helmholtz absorber was developed to be applied in the modal control of small rooms Doutorado Construção Doutor em Engenharia Civil CAPES

Orientador: Bruno Sanches Masiero Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Imageamento acústico é uma técnica que mapeia os níveis acústicos em uma dada porção do espaço. Neste contexto um arranjo de microfones é utilizado para captar o sinal das fontes e filtros espaciais processam o sinal para obter os níveis acústicos em diferentes direções do espaço. Ao longo do tempo diversas técnicas foram propostas com o objetivo de melhorar a resolução das imagens acústicas, haja vista que o beamforming clássico sofre de alguns problemas, como má resolução em baixas frequências e o efeito dos lóbulos laterais em altas frequências. Recentemente, técnicas de recuperação de sinais esparsos têm despertado interesse por sua aplicabilidade na área de localização de fontes acústicas. Uma dentre estas técnicas é a Sparse Learning via Iterative Minimization (SLIM), uma técnica de aprendizado esparso através de minimização iterativa. Entretanto, grande parte das técnicas propostas partem do pressuposto de que os sinais emitidos pelas fontes são de banda estreita, o que na prática não condiz com aplicações usuais em acústica. Surge então sua extensão para sinais de banda larga, a Wideband SLIM (WB-SLIM), capaz de lidar com fontes de banda larga e que promove a esparsidade espacial dos resultados. Esta dissertação busca avaliar o desempenho do WB-SLIM em diferentes cenários de imageamento acústico. Foram realizadas análises em duas regiões de varredura 2D, uma paralela e outra perpendicular ao arranjo de microfones. Verificou-se que a qualidade das imagens acústicas obtidas nos diferentes cenários propostos, avaliada através da taxa de erro de localização e pela comparação do sinal recuperado no tempo com o sinal original, diminui com o aumento do número de fontes geradoras e a com a redução da relação sinal-ruído presente nos sensores Abstract: Acoustic imaging is a technique that maps acoustic levels in a given portion of space. In this context, a microphone array is used to acquire the source's signal, and spatial filters process the information to obtain the acoustic levels at different locations. Over time many techniques have been proposed to improve the resolution of acoustic images, since classical beamforming algorithms suffers from some problems, such as poor resolution at low frequencies and the influence of side lobes at high frequencies. In recent years, many techniques for sparse signal recovery have aroused interest due to their applicability in the area of acoustic source localization. Among them is the Sparse Learning via Iterative Minimization (SLIM) method. However, most of these techniques assume that the signals emitted by the sources have narrow band, which in practice does not fit usual acoustical applications. The wideband extension of SLIM (WB-SLIM) is able to handle broadband sources and promotes the spatial sparseness of the results. This paper aims to evaluate the performance of WB-SLIM in different acoustic imaging scenarios. We analyzed the performance of WB-SLIM in a 2D scanning region, both parallel and perpendicular to the microphone array. The results illustrate how the quality of the acoustic images in both proposed scenarios, evaluated as the source localization error rate and through the comparison between recovered and original time signals, decreases as the number of sources composing the sound field increases and the signal-to-noise ratio decrease Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica CAPES