Em algumas ocasiões o uso de aparelhos é necessário para melhorar a audição de deficientes auditivos. Para melhorar a clareza das ligações telefônicas dessas pessoas, há interesse em aparelhos telefônicos que desempenham função semelhante aos aparelhos de audição (hearing aids), amplificando adequadamente o sinal recebido do outro lado da conexão. Um dos maiores problemas com tais aparelhos é que a malha fechada que inclui o retorno local na híbrida telefônica e o acoplamento acústico entre o alto-falante e o microfone do aparelho pode se tornar instável devido à introdução da amplificação, dando origem a microfonia. Uma abordagem típica deste problema nos aparelhos de audição é feita mediante o cancelamento adaptativo do eco acústico. No caso sendo considerado aqui, porém, também é possível eliminar a microfonia fazendo o cancelamento adaptativo do retorno local na híbrida, abordagem que é mais simples, devido à resposta impulsiva mais curta a ser compensada e sua menor variação temporal. Portanto, esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de um cancelador de retorno local usando filtragem adaptativa para fins de impedir a microfonia num aparelho telefônico para deficientes auditivos. Para uma efetiva compensação de um determinado grau de deficiência auditiva, será visto que pode ser desejável em algum momento introduzir até uma certa quantidade de ganho em alguma frequência, sendo que a viabilidade disso depende da efetividade do cancelamento do retorno local, é definida uma medida de desempenho dos filtros adaptativos usados em termos da amplificação máxima que pode ser introduzida graças ao cancelamento do retorno local sem provocar microfonia. Considerando esta medida de desempenho, foi definido um objetivo de 55 dB de amplificação máxima a ser alcançado pelo cancelamento do retorno local. Verificamos então que o uso dos algoritmos LMS (least mean square), e-NLMS (normalized least mean square ) e RLS (recursive least squares) não alcança este objetivo com sinal de fala como entrada. Visto isto, a adaptação antes da conversação é avaliada com sinal branco gaussiano como entrada, acrescentando-se um filtro notch para eliminar o tom de discar. Os resultados mostram que o algoritmo LMS é suficiente para alcançar o objetivo mencionado. / On some occasions the use of apparatus are needed to improve the deafness of hearing impaired. To improve the clarity of the telephonic connections of these people, there is interest in telephone sets that exert similar function to the hearing aids, properly amplifying the received signal of the another side of the connection. One of the main problems with such apparatus is that the closed loop that includes local return in the telephone hybrid and acoustic coupling between the capsule and the microphone of the telephone set would become unstable due to the introduction of amplification, producing howling. A typical approach to this problem in hearing aids is made by the adaptive acoustic echo cancellation. In this case, however, it is also possible to eliminate howling by the adaptive local return cancellation in the hybrid, which is a simpler approach, due to shorter impulse response to be compensated and their lower temporal variation. Therefore, the goal of this dissertation is to develop a local return canceller using adaptive filtering for the purpose of preventing howling in a telephone set for hearing impaired. For an effective compensation of a certain degree of hearing impairment, it will be seen that it may be desirable at some point to introduce up to a certain amount of gain at some frequency. Whereas the viability of this depends on the effectiveness of the cancellation of the local return, a performance measure of used adaptive filters in terms of the maximum amplification which may be released due to the cancellation of the local return is defined without causing howling. Considering this performance measure was set a goal of 55 dB of maximum gain to be achieved by the local return cancelling. We verify then that the use of the LMS (least mean square), e-NLMS (normalized least mean square) and RLS (recursive least squares) algorithms doesn\'t attain this goal with speech signal as input. Therefore, adaptation before the conversation is evaluated, with white gaussian signal as input, adding a notch filter to eliminate the dial tone. The results show that the LMS algorithm is sufficient to achieve the mentioned goal.

Em algumas ocasiões o uso de aparelhos é necessário para melhorar a audição de deficientes auditivos. Para melhorar a clareza das ligações telefônicas dessas pessoas, há interesse em aparelhos telefônicos que desempenham função semelhante aos aparelhos de audição (hearing aids), amplificando adequadamente o sinal recebido do outro lado da conexão. Um dos maiores problemas com tais aparelhos é que a malha fechada que inclui o retorno local na híbrida telefônica e o acoplamento acústico entre o alto-falante e o microfone do aparelho pode se tornar instável devido à introdução da amplificação, dando origem a microfonia. Uma abordagem típica deste problema nos aparelhos de audição é feita mediante o cancelamento adaptativo do eco acústico. No caso sendo considerado aqui, porém, também é possível eliminar a microfonia fazendo o cancelamento adaptativo do retorno local na híbrida, abordagem que é mais simples, devido à resposta impulsiva mais curta a ser compensada e sua menor variação temporal. Portanto, esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de um cancelador de retorno local usando filtragem adaptativa para fins de impedir a microfonia num aparelho telefônico para deficientes auditivos. Para uma efetiva compensação de um determinado grau de deficiência auditiva, será visto que pode ser desejável em algum momento introduzir até uma certa quantidade de ganho em alguma frequência, sendo que a viabilidade disso depende da efetividade do cancelamento do retorno local, é definida uma medida de desempenho dos filtros adaptativos usados em termos da amplificação máxima que pode ser introduzida graças ao cancelamento do retorno local sem provocar microfonia. Considerando esta medida de desempenho, foi definido um objetivo de 55 dB de amplificação máxima a ser alcançado pelo cancelamento do retorno local. Verificamos então que o uso dos algoritmos LMS (least mean square), e-NLMS (normalized least mean square ) e RLS (recursive least squares) não alcança este objetivo com sinal de fala como entrada. Visto isto, a adaptação antes da conversação é avaliada com sinal branco gaussiano como entrada, acrescentando-se um filtro notch para eliminar o tom de discar. Os resultados mostram que o algoritmo LMS é suficiente para alcançar o objetivo mencionado. / On some occasions the use of apparatus are needed to improve the deafness of hearing impaired. To improve the clarity of the telephonic connections of these people, there is interest in telephone sets that exert similar function to the hearing aids, properly amplifying the received signal of the another side of the connection. One of the main problems with such apparatus is that the closed loop that includes local return in the telephone hybrid and acoustic coupling between the capsule and the microphone of the telephone set would become unstable due to the introduction of amplification, producing howling. A typical approach to this problem in hearing aids is made by the adaptive acoustic echo cancellation. In this case, however, it is also possible to eliminate howling by the adaptive local return cancellation in the hybrid, which is a simpler approach, due to shorter impulse response to be compensated and their lower temporal variation. Therefore, the goal of this dissertation is to develop a local return canceller using adaptive filtering for the purpose of preventing howling in a telephone set for hearing impaired. For an effective compensation of a certain degree of hearing impairment, it will be seen that it may be desirable at some point to introduce up to a certain amount of gain at some frequency. Whereas the viability of this depends on the effectiveness of the cancellation of the local return, a performance measure of used adaptive filters in terms of the maximum amplification which may be released due to the cancellation of the local return is defined without causing howling. Considering this performance measure was set a goal of 55 dB of maximum gain to be achieved by the local return cancelling. We verify then that the use of the LMS (least mean square), e-NLMS (normalized least mean square) and RLS (recursive least squares) algorithms doesn\'t attain this goal with speech signal as input. Therefore, adaptation before the conversation is evaluated, with white gaussian signal as input, adding a notch filter to eliminate the dial tone. The results show that the LMS algorithm is sufficient to achieve the mentioned goal.

Orientador: João Marcos Travassos Romano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T07:17:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferrari_Rafael_M.pdf: 3590603 bytes, checksum: 36e018a11a02c47baafbf4b3682e9f1d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Esta tese objetiva o estudo da utilização de fuzzy na equalização supervisionada e não-supervisionada de canais de comunicação digital. O trabalho se divide em basicamente duas partes. Na primeira, é feita uma revisão das técnicas de equalização supervisionada empregando filtros nebulosos mostradas na literatura. Na segunda parte concentramse as principais contribuições originais, voltadas ao estabelecimento de um paradigma sólido para equalização não-linear cega. Primeiramente, demonstramos que o teorema de Benveniste-Goursat-Ruget não garante a equalização quando do uso de não lineares como os fuzzy. Como alternativa, optamos por um critério baseado no erro de predição aliado a estruturas nebulosas, opção esta que se mostra plenamente justificada pela demonstração da equivalência entre os preditores fuzzy e o estimador de mínimo erro quadrático médio. Para efetuar o treinamento desta estrutura foi proposto um algoritmo baseado em clusterização não-supervisionada que combina estratégias evolutivas com técnicas de busca local. Porem, resultados de simulações computacionais são apresentados afim de avaliar e comparar com as soluções clássicas o desempenho dos equalizadores e das técnicas de treinamento descritos no trabalho / Abstract: The objective of this thesis is to study the application of fuzzy to supervised and unsupervised digital channel equalization. Our work is basically divided in two main parts. In the one, we make an extensive review of supervised fuzzy equalization techniques. In the second part, we present original contributions towards the establishment of a solid paradigm for blind nonlinear equalization. In this part, we demonstrate that the Benveniste-Goursat-Ruget theorem is not valid for nonlinear equalizers such as fuzzy liters. As a viable alternative, we propose an approach based on the predictionerror criterion and a fuzzy logic system. The eectiveness of which is cornered by the demonstration of the equivalence between the fuzzy predictor and the minimum eansquare error estimator. Secondly, we propose a training scheme founded on an unsupervised clustering algorithm that combines evolutionary strategies and local search techniques. Lastly, we present results of computational simulations to assess the performance of the equalizers and training techniques introduced in our work / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: João Bosco Ribeiro do Val / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T12:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moises_GustavoViniciusLourenco_M.pdf: 6246087 bytes, checksum: c9946249f751bda598372a7979e3a189 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Esta dissertação possui como tema a filtragem via Métodos de Monte Carlo para Cadeia de Markov. Através do estudo e da análise dos algoritmos de amostragem estocástica aliados às implementações numéricas, foi desenvolvida uma metodologia para avaliar e comparar as diversas técnicas de filtragem encontrados na literatura. Aplicações associando a filtragem recursiva ao controle via horizonte retrocedente também foram utilizadas para verificar o desempenho e a estabilidade do conjunto filtro/controle / Abstract: The dissertation's theme is the filtering problem via Markov Chain Monte Carlo methods. Combining the estudy and the analysis of the stochastic sampling algorithms with numerical implementations, we developted a methodology to evaluate and compare several filters in literature. Aplications of recursive filtering in association with receding horizon control tecniques were used to verify the finality and stability of the filter/control combination / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Romis Ribeiro de Faissol Attux, Ricardo Suyama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:01:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nadalin_EvertonZaccaria_D.pdf: 2615054 bytes, checksum: 5d288f06df05b7075bf283243319df70 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho, foi estudado o problema de Separação Cega de Fontes (BSS), com ênfase nos casos chamados de subparametrizados, isto é, em que o número de fontes é maior do que o de misturas. A primeira contribuição proposta foi a de um limitante relacionado ao erro de inversão intrínseco ao problema quando é utilizada uma estrutura linear de separação. As outras contribuições estão relacionadas à hipótese de que as fontes são esparsas: i) uma proposta de metodologia híbrida, que se utiliza de conceitos baseados em independência e esparsidade dos sinais de forma simultânea para estimar tanto o sistema misturador quanto o número de fontes existentes em misturas com dois sensores; ii) a utilização de ferramentas de otimização baseadas na operação do sistema imunológico para a estimação do sistema misturador em problemas intrinsecamente multimodais; por fim, iii) uma proposta de utilização de um critério baseado em esparsidade para separação de fontes, sendo derivado um processo de otimização baseado na norma ?1 para este fim / Abstract: In this work, we studied the problem of Blind Source Separation (BSS), with emphasis on cases referred to as underdetermined, which occur when the number of sources is greater than the number of mixtures. The first contribution was a proposal of a bound to the inversion error that is intrinsic to the problem when a linear structure is used to perform separation. The other contributions are related to the hypothesis that the signals of the sources are sparse: i) the proposal of a hybrid methodology that employs concepts based on signal independence and sparsity to simultaneously estimate both the mixing system and the number of existing sources in mixtures with two sensors; ii) the use of optimization tools based on the modus operandi of the immune system to estimate the mixing system in problems that are inherently multimodal; finally, iii) the use of a criterion based on sparsity for source separation, which is derived from an optimization process based on the ?1 norm / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: João Marcos Travassos Romano, Cynthia Cristina Martins Junqueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ChinattoJunior_AdilsonWalter_M.pdf: 7887281 bytes, checksum: 23d4e34e4a2b77a46e1707773d7b5fdf (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O Processamento Largamente Linear, desenvolvido durante a década de 1990, tem levado a uma melhoria no desempenho de algoritmos adaptativos para determinadas situações que empregam sinais impróprios. Quando aplicado a arranjos de antenas, esse tipo de processamento apresenta a potencialidade ser mais robusto e eficiente que as técnicas clássicas de filtragem. Dessa forma, este trabalho busca estender uma série de algoritmos adaptativos clássicos de conformação de feixe para a forma largamente linear, verificando através de simulações os eventuais ganhos em desempenho obtidos na tarefa de mitigação de interferentes através de arranjos de antenas. São avaliados algoritmos treinados, com restrições e cegos, cobrindo um leque relativamente amplo de cenários de utilização. Visando o uso de arranjos de antenas em cenários em que os sinais incidentes possuam modulação real, são propostas otimizações para os algoritmos largamente lineares que levam a uma redução da complexidade computacional, mantendo o desempenho do algoritmo original. Essas otimizações são aplicadas para algoritmos treinados, com restrições e cegos, sendo seus desempenhos comparados através de simulações com os desempenhos obtidos através dos algoritmos largamente lineares originais e dos algoritmos estritamente lineares. Por fim, uma plataforma para testes de arranjos de antenas é implementada em hardware provido de dispositivo de lógica programável (FPGA), permitindo que sejam realizados ensaios práticos envolvendo caracterização de antenas, conformação de feixe não adaptativa e mitigação de interferentes através de algoritmos adaptativos / Abstract: Widely Linear Processing, developed during the 1990s, has led to an improved performance of adaptive algorithms under certain situations that involve improper signals. When applied to antenna arrays, this type of processing shows to be potentially more robust and efficient than the classical filtering techniques. The objective of this work is to extend several classic adaptive beamforming algorithms to the widely linear form, verifying by means of simulations the potential gains in performance when applied to the task of mitigating interference in antenna arrays. Trained, restricted and blind algorithms are considered, covering a relatively broad range of feasible scenarios. Addressing the use of antenna arrays in scenarios in which the incident signals involved have real modulation, optimizations for the widely linear algorithms are proposed, thereby promoting reductions in the computational complexity, while maintaining the original algorithm performance. These optimizations are applied to trained, restricted and blind algorithms, and their performance is compared through simulations with the performances obtained using the original algorithms in their largely linear and strictly linear versions. Finally, an antenna array test platform is implemented in the hardware, allowing practical tests to be carried out. A set of measures taken with the antenna array test platform is exhibited, which include characterization of antennas, non-adaptive beamforming and interference mitigation using adaptive algorithms / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica