Cancelación de Ruido Utilizando El Adaptador de Filtros

8/10/2019 Cancelacin de Ruido Utilizando El Adaptador de Filtros

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CANCELACIN DE RUIDO UTILIZANDO FILTRO ADAPTATIVO ALGORITMO LMS

FILTRO ADAPTATIVO:

Un filtro adaptativo es un filtro auto-ajusta su funcin de transferencia de acuerdo con unalgoritmo de optimizacin impulsado por una seal de error. Debido a la complejidad de losalgoritmos de optimizacin la mayora de los filtros adaptativos son filtros digitales, pues unfiltro no adaptativo tiene una funcin de transferencia esttica.

Se requieren filtros adaptativos para algunas aplicaciones debido a que algunos parmetros dela operacin de procesamiento deseada no son conocidos de antemano. El filtro adaptativoutiliza la retroalimentacin en forma de una seal de error para refinar su funcin detransferencia para que coincida con los parmetros cambiantes.

CANCELACIN DE RUIDO UTILIZANDO FILTROS ADAPTATIVOS:

El uso de filtros adaptativos para reducir el contenido de ruido se basa en la suposicin de queel contenido de frecuencia del evento ser nico del ruido de fondo. Esto se justificafcilmente para el caso en el que el ruido de fondo es continuo y el evento es transitorio. Elcomportamiento transitorio implica que el contenido de frecuencia de la manifestacin seextendi a lo largo de muchos contenedores de frecuencia debido a sus caractersticastemporales impulsivas.

Hay varios algoritmos de los filtros de adaptador. Algunos de ellos son:

1. Media de mnimos cuadrados ( LMS ) basado en FIR Adaptativo

2. Mnimos cuadrados recursivos ( RLS ) Based FIR Adaptativo

3. Proyeccin Afines ( AP ) FIR Adaptativo

4. FIR adaptativo Filtros en el dominio de la frecuencia ( FD )

5. Entramado Based (L ) FIR Adaptativo

Hemos seleccionado LMS (lms) algoritmo porque es menos complejo que todos los dems y ,

por tanto, requiere menos clculos.

LMS Algoritmo (lms) :

En las variaciones estndar y normalizadas de filtro adaptativo de LMS, los coeficientes para elfiltro de adaptacin surgen a partir del error cuadrtico medio entre la seal deseada y la sealde salida desde el sistema desconocido. Usando el algoritmo de datos signo cambia el clculode la media del error cuadrado utilizando el signo de los datos de entrada para cambiar loscoeficientes del filtro. Cuando el error es positivo, los nuevos coeficientes son los coeficientesanteriores ms el error multiplicado por el tamao de paso . Si el error es negativo, los

nuevos coeficientes son de nuevo los coeficientes anteriores, menos el error multiplicado por


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- tenga en cuenta el cambio de signo. Cuando la entrada es cero, los nuevos coeficientes sonlos mismos que el conjunto anterior

En forma vectorial, el algoritmo LMS es

W ( k +1 ) = w ( k ) + E ( k ) sgn [ x ( k ) ]Sgn [ x ( k ) ] = 1 , x ( k ) > 0Sgn [ x ( k ) ] = 0 , x ( k ) = 0Sgn [ x ( k ) ] = -1 , x ( k ) < 0con el vector W que contiene las ponderaciones aplicadas a los coeficientes de filtro y vector xque contienen los datos de entrada.

e( k ) ( igual a la seal deseada - seal filtrada ) es el error en el instante k y es la cantidad delalgoritmo LMS trata de minimizar.

( mu ) es el tamao del paso. Como mu especifican ms pequeo, la correccin de los pesosde los filtros se hace ms pequeo para cada muestra y el error LMS cae ms lentamente. MUgrande cambia los pesos ms por cada paso para el error cae ms rpidamente, pero el errorresultante no se aproxima a la solucin ideal como de cerca.

Para garantizar una buena tasa de convergencia y estabilidad, seleccione mu dentro de lossiguientes lmites prcticos

0 < < 1 / (N( Seal de entrada ) )

N = Nmero de muestras de la seal de entrada

Cancelacin de ruido por el inicio de sesin de datos Algoritmo


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Pasos del algoritmo:

1. Crear o grabar la seal de audio actual

2. Crear o grabar una seal de ruido

3. Correlacionar el ruido al pasar t travs de un filtro de paso bajo.

4. Combinar seal de ruido con la seal de audio actual

5. Pasar esta seal de mezcla para algn filtro adaptador utilizando cualquier algoritmo porejemplo Media de mnimos Filtro cuadrado( LMS).

6. Para crear LMS tener en cuenta lo siguiente.

7. Inicialice adaptador de los objetos de filtro

8. A continuacin, pasar este objeto como parmetro de comando para filtrar.

9. Calcule el error restando fusionar la seal de la aplicacin de la seal.

Para la cancelacin de ruido, adaptfilt.sd requiere de dos conjuntos de datos de entrada:

1 . Los datos que contienen una seal corrompida por ruido d(k) , la seal deseada . El procesode cancelacin de ruido elimina el ruido, seal de salida .

2 . Los datos que contienen el ruido de ruido (k) que se correlaciona con el ruido que corrompea los datos de la seal.

Sin la correlacin entre los datos de ruido, el algoritmo se adapta no puede eliminar el ruidode la seal.

Para la seal ,

fs = 11025 ;

n = 110250 ;


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handles.signal1 = wavrecord (n, fs , "double" )

Por el ruido ,

fs1 = 11025 ;

n = 110250 ;

handles.noise1 = wavrecord (n, fs1 , "double" )

Para la correlacin de los datos de ruido,

nfilt = fir1 ( 11,0.4 );

fnoise = filter ( nfilt , 1, handles.noise1 );

handles.d = handles.signal1 + fnoise ;

Para crear Adaptador Filtro objeto y luego pasndolo desde el filtro para obtener la sealoriginal con la seal de error .

mu = 0,0001; % Ajuste el tamao del paso .

ha = adaptfilt.lms (42, mu)

[ handles.y , handles.e ] = filter ( ha, handles.signal1 , handles.d );

Luego, despus de pasar la seal deseada del filtro ahora podemos mostrar el resultado al jugar el original o , mostrando en un grfico 2D.

Hemos creado GUI simple para el cancelador de ruido ,

Aqu est el diseo de interfaz grfica de usuario.


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La salida final por el trazado de cancelador de ruido es,

Conclusin:

La Aplicacin del supresor de ruido utilizando un filtro adaptador tiene xito en la cancelacindel ruido adicional de la seal corrompida aunque sea slo aplicable para DSP Procesadorespero todava es una forma eficaz de reduccin de ruido y ampliamente utilizado enaplicaciones de sonido y vdeo.


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA

PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEALES

PROYECTO:

CANCELADOR DE RUIDO USANDO ALGOTRIMO LMS PARAUN FILTRO ADAPTATIVO EN MATLAB

ALUMNO: MAMANI VILCA MARCIAL

Cancelación de Ruido Utilizando El Adaptador de Filtros

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