Áp dụng biến đổi fourier và biến đổi wavelet cho bài toán giảm nhiễu nền trong họp trực tuyến

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT LÊ THỊ THÙY TRANG ÁP DỤNG BIẾN ĐỔI FOURIER VÀ BIẾN ĐỔI WAVELET CHO BÀI TOÁN GIẢM NHIỄU NỀN TRONG HỌP TRỰC TUYẾN CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG THƠNG TIN MÃ SỐ: 8480104 ḶN VĂN THẠC SĨ BÌNH DƯƠNG - 2023 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT LÊ THỊ THÙY TRANG ÁP DỤNG BIẾN ĐỔI FOURIER VÀ BIẾN ĐỔI WAVELET CHO BÀI TOÁN GIẢM NHIỄU NỀN TRONG HỌP TRỰC TUYẾN CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG THÔNG TIN MÃ SỐ: 8480104 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS HOÀNG MẠNH HÀ BÌNH DƯƠNG - 2023 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam kết kết trình bày luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tơi, hoàn thành hướng dẫn TS Hoàng Mạnh Hà Những kết trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu người khác Tất tài liệu sử dụng luận văn trích dẫn quy định Tơi chịu trách nhiệm hồn tồn cam kết xin đảm bảo tính xác trung thực tất trình bày luận văn Tác giả Lê Thị Thùy Trang i LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy cô bạn bè trường Đại học Thủ Dầu Một, người hỗ trợ tận tâm trình học tập nghiên cứu Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Hoàng Mạnh Hà - người đồng hành hướng dẫn tận tình tồn q trình thực luận văn Tơi muốn gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô trường Đại học Thủ Dầu Một, người truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu cho suốt thời gian học tập Đồng thời, muốn tri ân người thân gia đình bạn bè ln đồng hành, giúp đỡ, khuyến khích động viên tơi q trình nghiên cứu thực luận văn Bài luận văn "Áp dụng biến đổi Fourier biến đổi Wavelet cho toán giảm nhiễu họp trực tuyến" hồn thành, nhiên, tơi nhận thức cịn tồn thiếu sót Do đó, tơi mong nhận ý kiến đóng góp giúp đỡ từ thầy bạn bè để hồn thiện tốt báo cáo luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Bình Dương, ngày tháng năm 2023 Học viên thực Lê Thị Thùy Trang ii TĨM TẮT ĐỀ TÀI Đề tài nhấn mạnh lợi ích họp trực tuyến hoạt động kinh doanh đặt vấn đề tác động nhiễu bất tiện trình họp trực tuyến Mặc dù họp trực tuyến mang lại nhiều lợi ích, việc loại bỏ hoàn toàn nhiễu thách thức Ngoài ra, đề tài hạn chế khác họp trực tuyến vấn đề kết nối internet không ổn định, tương tác trực tiếp quyền kiểm sốt Vì vậy, đề tài đề xuất áp dụng biến đổi Fourier biến đổi Wavelet để giảm nhiễu họp trực tuyến Các phương pháp giúp giảm thiểu tác động nhiễu cải thiện chất lượng âm hình ảnh trình họp trực tuyến Việc áp dụng biện pháp đảm bảo trải nghiệm họp trực tuyến tốt tăng cường hiệu họp Tổng quan đề tài gồm lợi ích họp trực tuyến vấn đề cần giải Đề tài đề cập đến áp dụng biến đổi Fourier biến đổi Wavelet để giảm nhiễu họp trực tuyến nhằm cải thiện trải nghiệm hiệu họp iii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG viii DANH SÁCH CÁC KÝ TỰ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Thông tin tổng quan Lợi ích họp trực tuyến Đặt vấn đề .2 Bài toán lọc nhiễu công suất lớn họp online 1.2.1 Kỹ thuật giảm tiếng ồn 1.2.2 Kỹ thuật khử tiếng ồn Thuật toán LMS 15 Bộ lọc triệt tần cố định 17 Bộ lọc triệt tần thích nghi 19 CHƯƠNG PHÁT HIỆN TẦN SỐ NHIỄU BẰNG BIẾN ĐỔI WAVELET 22 Biến đổi Fourier 2.2 22 Biến đổi Wavelet 24 Bài toán phát điểm đột biến 25 2.3.1 Bộ lọc đơn tần số thích nghi với kích thước bước thay đổi cho tốn giảm nhiễu tín hiệu 25 2.3.2 Hàm truyền lọc đơn tần số .28 Đề xuất mơ hình kết hợp biến đổi Fourier với biến đổi Wavelet cho toán lọc nhiễu 28 So sánh với thuật tốn khác 31 Đánh giá độ xác 31 Đánh giá mức độ phức tạp tính tốn 33 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 36 3.1 Công cụ ngôn ngữ 36 3.2 Bộ liệu 38 3.2.1 Ghi âm tín hiệu 38 iv 3.2.2 Tạo nhiễu trắng từ phân bố Gauss .39 3.3 Thực nghiệm 41 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 57 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Mơ hình tổ hợp thích nghi tuyến tính .16 Hình 1.2: Bộ lọc triệt tần thích nghi 19 Hình 1.3: Phổ biên độ - tần số lọc đơn tần số  = 0.5(rad / s) .21 Hình 2.1: Mơ tả biến đổi Fourier .22 Hình 2.2: Phổ biên độ - tần số lọc đơn tần số  = 0.5 (rad / s ) 26 Hình 2.3: Mơ hình lọc nhiễu đơn tần số thích nghi .26 Hình 2.4: Vị trí đỉnh điểm kỳ dị phổ tín hiệu tiếng nói có nhiễu .29 Hình 2.5: Mối quan hệ dấu hiệu biến đổi Wavelet 30 Hình 2.6: Mơ hình khử nhiễu sử dụng biến đổi Wavelet phổ tín hiệu âm nhiễu .30 Hình 3.1: Matlab 2022 .36 Hình 3.2: Phổ tín hiệu âm biến đổi Wavelet 42 Hình 3.3: Phổ tín hiệu, Phổ nhiễu Phổ tín hiệu có nhiễu 42 Hình 3.4: Tín hiệu sạch, Tín hiệu có nhiễu, Tín hiệu sau lọc, Sai lệch tín hiệu sau lọc 43 Hình 3.5: Phổ tín hiệu âm biến đổi Wavelet 44 Hình 3.6: Phổ tín hiệu, Phổ nhiễu Phổ tín hiệu có nhiễu .44 Hình 3.7: Tín hiệu sạch, Tín hiệu có nhiễu, Tín hiệu sau lọc, Sai lệch tín hiệu sau lọc 45 Hình 3.8 :Tín hiệu sạch, Tín hiệu có nhiễu, Tín hiệu sau lọc, Sai lệch tín hiệu sau lọc 45 Hình 3.9: Phổ tín hiệu, Phổ nhiễu Phổ tín hiệu có nhiễu .46 Hình 3.10: Phổ tín hiệu âm biến đổi Wavelet 46 Hình 3.11 : Tín hiệu sạch, Tín hiệu có nhiễu, Tín hiệu sau lọc, Sai lệch tín hiệu sau lọc 47 Hình 3.12: Phổ tín hiệu, Phổ nhiễu Phổ tín hiệu có nhiễu .47 Hình 3.13: Phổ tín hiệu âm biến đổi Wavelet 48 vi Hình 3.14: Phổ tín hiệu, Phổ nhiễu Phổ tín hiệu có nhiễu .48 Hình 3.15: Phổ tín hiệu âm biến đổi Wavelet 49 Hình 3.16: Tín hiệu sạch, Tín hiệu có nhiễu, Tín hiệu sau lọc, Sai lệch tín hiệu sau lọc 49 Hình 3.17: Tín hiệu sạch, Tín hiệu có nhiễu, Tín hiệu sau lọc, Sai lệch tín hiệu sau lọc 50 Hình 3.18: Phổ tín hiệu, Phổ nhiễu Phổ tín hiệu có nhiễu .50 Hình 3.19: Phổ tín hiệu âm biến đổi Wavelet 51 Hình 3.20: Tín hiệu sạch, Tín hiệu có nhiễu, Tín hiệu sau lọc, Sai lệch tín hiệu sau lọc 51 Hình 3.21: Phổ tín hiệu, Phổ nhiễu Phổ tín hiệu có nhiễu .52 Hình 3.22: Phổ tín hiệu âm biến đổi Wavelet 52 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Đánh giá hiệu suất kỹ thuật giảm tiếng ồn khử tiếng ồn Bảng 2: Tóm tắt kỹ thuật khử tiếng ồn Bảng 3: Tóm tắt kỹ thuật giảm tiếng ồn Bảng 4: Ứng dụng khử tiếng ồn tín hiệu lời nói 10 Bảng 5: Ứng dụng giảm nhiễu tín hiệu lời nói 13 viii