Remoção de ruídos aditivos e segmentação de palavras-chave em áudios

Abstract

A presença de ruídos aditivos é um dos principais problemas em sistemas de reconhecimento de áudio digital, pois dificultam a etapa de segmentação dos trechos relevantes de áudio, além de reduzir o desempenho dos classificadores. O principal objetivo desse trabalho é desenvolver um método de remoção de ruído e segmentação em arquivos de áudio digital, com foco nos arquivos gerados pelo método de observação direta, onde um observador grava em áudio todas as ações executadas pelo espécime observado de forma codificada em Bite Categories. Esse método pré-processa os arquivos de áudio a fim de normalizá-los e de reduzir sua dimensionalidade, posteriormente sendo utilizada a rede geradora adversária SEGAN para a remoção dos ruídos. A etapa de segmentação do áudio começa com um pré-processamento que atenua os vales do sinal e enfatiza os picos, de forma similar `a normalização do sinal, seguido da aplicação de uma função de silenciamento de vales, com base no desvio padrão e escore padronizado. A segmentação é realizada a partir de uma função de mapeamento que encontra os tempos de início e fim de cada segmento com base na detecção de silêncios usando janelas deslizantes com sobreposição. Os testes de remoção de ruídos foram realizados através de um estudo duplo-cego, utilizando questionários com escala de Likert unipolar de 5 pontos e uma base de áudios compilada pelo autor, de forma a medir subjetivamente a qualidade do método, onde se obteve uma média 3,56 de 5 na remoção de ruídos e média 4,14 de 5 na qualidade geral do áudio. Os testes de segmentação foram realizados a partir de uma segunda base de áudios compilada pelo autor, onde se obteve um coeficiente de similaridade de Dice de 85,10% para os áudios sem ruído, 77,95% para os áudios ruidosos e 76,12% para os áudios com o ruído removido através da SEGAN. Após a apresentação dos resultados, compara-se o desempenho dos métodos propostos com alguns trabalhos relacionados presentes na literatura..