Научная тема: «МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ АУДИОСИГНАЛОВ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ В СЛОЖНОЙ ПОМЕХОВОЙ ОБСТАНОВКЕ»
Специальность: 05.12.13
Год: 2013
Отрасль науки: Технические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Использование метода восстановления распределения плотности вероятности сигналов по критериям минимальной вычислительной сложности и максимально допустимой погрешности с применением метода локальной аппроксимации:
    • позволило получить новую аппроксимацию плотности вероятности речевых сигналов в виде многочлена третьего порядка по системе экспоненциальных функций с погрешностью менее 5 %;
    • позволило впервые получить аппроксимацию плотности вероятности сигналов внешних акустических шумовых помех в виде многочлена третьего порядка по системе гауссовых кривых с погрешностью менее 4,8 %.
  2. Метод моделирования канала системы телекоммуникаций фильтром с АЧХ прямоугольной формы с управляемой частотой низкочастотного среза, позволяет исследовать эффективность линейной фильтрации в задачах подавления различных внешних акустических шумовых помех. Исследования, выполненные предложенным методом, показали, что линейной фильтрацией можно достичь подавление вышеуказанных помех до 22 дБ.
  3. Использование сетчатой функции зависимости слоговой разборчивости от отношения сигнал/акустическая помеха позволяет осуществить практическое оценивание слоговой разборчивости в телекоммуникационной системе аудиообмена, в телекоммуникационной системе громкоговорящей связи; позволяет определить минимально допустимое отношение сигнал/акустическая помеха на выходе системы аудиообмена для обеспечения заданного значения слоговой разборчивости.
  4. Формантное распределение полос прозрачности в многоканальном адаптивном фильтре позволяет снизить вычислительную сложность алгоритма обработки за счет резкого уменьшения количества каналов режекции, позволяет минимизировать потери полезного сигнала при формировании областей режекции для подавления компонент помех.
  5. Метод адаптивного управления формированием области режекции в многоканальном алгоритме подавления внешних акустических помех, основанный на оценке значения модуля составляющих в канале.
  6. Метод создания алгоритмов адаптивной многоканальной компенсации эхо-сигналов, основанных на модели с корреляционным оцениванием долговременных параметров эха, позволяет создать алгоритмы компенсации с минимизированным числом каналов, равным числу выделенных долговременных параметров задержки, позволяет уменьшить порядок адаптивных фильтров в каналах, позволяет увеличить скорость настройки эхо-компенсации, позволяет повысить результаты компенсации эхо-сигналов на 1-4 дБ больше, по сравнению с известными.
  7. Предлагается способ многоканальной адаптивной обработки речевых сигналов и подавления помех в частотной области, позволяющий достичь подавления внешних акустических шумовых и сосредоточенных помех до 15 дБ.
Список опубликованных работ
Статьи в журналах из перечня ВАК

1.Кропотов Ю.А. Временной интервал определения закона распределения вероятности амплитуд речевого сигнала // Радиотехника, 2006.- № 6.- С.97 – 98.

2.Кропотов Ю.А., Кульков Я.Ю. Аппроксимация закона распределения вероятности амплитуд речевого сигнала // Радиотехника, 2006.- №11.- С. 63 – 65.

3.Кропотов Ю.А. Исследование вопросов повышения эффективности передачи информации речевым сигналом // Радиотехника, 2006.- № 11.- С. 66 - 67.

4.Кропотов Ю.А. Экспериментальные исследования закона распределения вероятности амплитуд сигналов системы передачи речевой информации // Проектирование и технология электронных средств, 2006.- №4.- С. 37 – 42.

5.Кропотов Ю.А. Алгоритм определения параметров экспоненциальной аппроксимации закона распределения вероятности амплитуд речевого сигнала // Радиотехника, 2007.- № 3.- С. 44 – 47.

6.Кропотов Ю.А., Быков А.А. Модель закона распределения вероятности амплитуд сигналов в базисе экспоненциальных функций системы передачи речевой информации // Проектирование и технология электронных средств, 2007.-№ 2.- С. 30 – 34.

7.Кропотов Ю.А., Кульков Я.Ю. Анализ факторов снижения разборчивости речи в системах громкоговорящей связи // Известия Орловского ГТУ, сер. «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: информационные системы и технологии», 2008.- № 1-3/269.- С. 129 – 133.

8.Кропотов, Ю.А., Ермолаев В.А., Карасёв О.Е. Метод интерполяционной фильтрации в задачах обработки речевых сигналов во временной области // Вестник компьютерных и информационных технологий, 2008.- №7.- С.12 – 17.

9.Кропотов Ю.А., Быков А.А. Исследование автокорреляционных функций речевых сигналов // Радиотехника, 2008.- № 9.- С. 107 – 109.

10.Кропотов Ю.А., Быков А.А., Ермолаев В.А. Итерационные методы минимизации квадратичных функций потерь на последовательности конечных интервалов // Радиотехника. – 2009. – №11. – С.99-102.

11.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А. О корреляционном оценивании параметров моделей акустических эхо-сигналов // Вопросы радиоэлектроники, Серия ОТ, 2010.- Вып. 1.- С. 46 – 50.

12.Кропотов Ю.А. Алгоритм вычисления сигнала управления каналом ре-жекции многоканальной системы передачи акустических сигналов // Вопросы радиоэлектроники. Серия ОТ, 2010.- Вып. 1.- С. 57 – 59.

13.Кропотов Ю.А., Быков, А.А. Алгоритм подавления акустических шумов и сосредоточенных помех с формантным распределением полос режекции // Вопросы радиоэлектроники. Серия ОТ, 2010.- Вып. 1.- С. 60 – 64.

14.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А., Ерёменко В.Т., Карасёв О.Е. Идентификация моделей дискретных линейных систем с переменными, медленно изменяющимися параметрами // Радиотехника и электроника, 2010.- Том 55.- №1.- С.57 – 62.

15.Кропотов Ю.А. Статистические параметры сигналов при проектировании оперативно-командных телекоммуникационных систем // В мире научных открытий, 2010.- № 6.1.- С. 39 – 44.

16.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А. Методы оптимизации в задачах локальной обработки сигналов // В мире научных открытий, 2010.- № 6.1.- С. 44-– 47.

17.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А. Метод внутренней точки в задачах локальной обработки сигналов // В мире научных открытий, 2010.- № 6.1.- С. 47-50.

18.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А. Вопросы параметрического представления нестационарных сигналов // Проектирование и технология электронных средств, 2010.- № 1.- С. 31 – 35.

19.Кропотов Ю.А. Повышение отношения сигнал/помеха в многоканальной системе передачи акустических сигналов при воздействии узкополосных помех // Информационные системы и технологии, 2011.- № 1.- С. 102-106.

20.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А. О моделировании акустических эхо-сигналов и электроакустической аналогии // Проектирование и технология электронных средств, 2011.- № 1.- С. 48 – 51.

21.Кропотов Ю.А., Быков А.А. Аппроксимация закона распределения вероятности отсчетов сигналов акустических помех // Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2011. - №2(2). – С.61-63.

22.Кропотов Ю.А. Исследование влияния отношения сигнал/шум на значение слоговой разборчивости в системе телекоммуникаций // Радиопромышленность, 2012.- №1.- С. 81-89.

23.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А. Об адаптивном алгоритме наименьших квадратов в задачах компенсации акустического эха // Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2012. - №2. – С.40-44.

24.Кропотов Ю.А. Моделирование адаптивной линейной фильтрации повышения отношения сигнал/внешний акустический шум в системе обмена речевой информацией // Известия высших учебных заведений. Физика, 2012.- №8/2. - С. 35-37

Монографии

1.Кропотов Ю.А., Быков А.А. Исследование и разработка систем громкоговорящей связи в условиях воздействия акустических помех (монография) // Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2011. – 107 с.: ил. + 3 табл. - Биб-лиогр.: 156 назв.

2.Кропотов Ю.А., Быков А.А. Проектирование помехозащищенных систем громкоговорящей связи (монография) // LAP LAMBERT Academic Publishing Gmbh & Co/ KG Dudweiler Landstr/ 99, 66123 Saarbrucken, Germany, 2011. - 151с.

3.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А., Проскуряков А.Ю. Методы анализа сигналов в информационно-управляющих системах (монография) // LAP LAMBERT Academic Publishing AV AkademikerverlagGmbh & Co. KG Heinrich-Bocking-Str. 6-8, 66121 Saarbrucken, Deutschland, 2012. – 187 с.

Статьи в научных изданиях и в материалах конференций

1.Кропотов Ю.А. Определение доверительного интервала для расчета статистических характеристик речевого сигнала / Н.В. Вакунов, Ю.А. Кропотов, Н.Ю. Сапожников// Математические и технические средства обработки данных и знаний: научное издание / Под ред. проф. Садыкова С.С. – Ташкент, 1999.- С. 45-46.

2.Кропотов Ю.А. Цифровая обработка речевых сигналов в аналоговых системах связи / Методы и устройства передачи и обработки информации. Межвузовский сборник научных трудов. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. - С. 121-123.

3.Кропотов Ю.А. Исследование математического ожидания, дисперсии и функции автокорреляции речевого сигнала / А.А. Быков, Ю.А. Кропотов // Математическое и программное обеспечение вычислительных систем: межвуз. сб. науч. тр.– Рязань: РГРТА, 2005.– C.153-155.

4.Кропотов Ю.А., Быков А.А. Погрешность при определении закона распределения вероятности амплитуд речевого сигнала // Математическое и программное обеспечение вычислительных систем: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. А.Н.Пылькина – М.: Горячая линия-Телеком, 2006. –C. 70 – 74.

5.Кропотов Ю.А. Исследование аппроксимаций формы энергетического спектра речевого сигнала / А.А. Быков, Ю.А. Кропотов // Методы и устройства передачи и обработки информации: межвуз. сб. науч. тр.; под ред. В.В. Ромашова.– Вып. 10. – М.: Радиотехника, 2008.– C. 199-205.

6.Кропотов Ю.А. Спектральный анализ речевых сигналов на конечных интервалах / А.А. Быков, Ю.А. Кропотов // Методы и устройства передачи и обработки информации: межвуз. сб. науч. тр.; под ред. В.В. Ромашова.– Вып.10.– М.: Радиотехника, 2008.– C. 205-209.

7.Кропотов Ю.А., Кульков Я.Ю. Разработка системы громкоговорящей связи с высоким уровнем разборчивости речи // Материали за 4-а международна научна практична конференция «Научно пространство на Европа – 2008», София, 15 – 30 април 2008година. Том 2007, Технологии. - София, «Бял ГАД-БГ», C. 10 – 13.

8.Кропотов Ю.А., Быков А.А. Аппроксимация огибающей энергетического спектра речевого сигнала // Proceedings of 18-th International Crimean Conference “Microwave & Telecommunication Technology”. Sevastopol, Ukraine. 2008, v.1, P. 305 – 307. ISBN 966-322-006-6.

9.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А., Проскуряков А.Ю. Итерационные методы локально-оптимальной обработки сигналов и характеристики чувствительности // Proceedings of 19-th International Crimean Conference “Microwave & Telecommunication Technology”. Sevastopol, Ukraine. 2009, v.1, P. 384-386. IEEE Catalog Number CFP 09788, ISBN 978-966-335-248-0.

10.Кропотов Ю.А., Быков А.А., Ермолаев В.А. О методах локально-оптимального представления сигналов на конечных интервалах: спектральный анализ и характеристики качества.// Proceedings of 19-th International Crimean Conference “Microwave & Telecommunication Technology”. Sevastopol, Ukraine. 2009, v.1, P. 387 – 390. IEEE Catalog Number CFP 09788, ISBN 978-966-335-248-0.

11.Кропотов, Ю.А. Разработка корабельной оперативно-командной телекоммуникационной системы связи с использованием сетевых технологий. Отчет о НИР (заключительный). Н.р. Кропотов Ю.А. Исполнители: Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А., Бейлекчи Д.В., Кульков Я.Ю., Быков А.А., Проскуряков А.Ю. № гос. регистрации 01200809610. УДК 621.391. 2008.12.09. 153 с. // Сборник рефератов НИОКР и диссертаций. – М.: ФГНУ ЦИТиС, 2010 г. – Серия 19 №3.-инв. номер 02200805571.

12.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А. Исследование параметров моделей акустических эхо-сигналов методом корреляционного оценивания // Proceedings of 20-th International Crimean Conference “Microwave & Telecommunication Technology”. Sevastopol, Ukraine. 2010, v.1, P. 422 – 423. IEEE Catalog, Number CEP10788, ISBN 978-966-335-329-6.

13.Kropotov, Ju. A. Identification of Models for Discrete Linear Systems with Variable, Slowly Varying Parameters / V.A. Ermolaev, V.T. Eremenko, O.E. Karasev, Ju.A. Kropotov // Journal of Communications Technology and Electronics, New York, – 2010 – vol.55, №1 – P. 52-57.

14.Kropotov, Y.A. Management of the chanel suppression hindrances in multichannel systems of transfer acoustic signals / Y.A. Kropotov // Proceedings of First Russia and Pacific Conference on Computer Technology and Applications. Vladi-vistok: IACP FEB RAS, 2010.– P. 399-400.

15.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А. Оценивание акустических тональных сигналов методами линейной и нелинейной регрессии // Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2011.- № 1 (1).- С. 71 – 73.

16.Кропотов Ю.А., Ермолаев В.А. О параметрическом представлении нестационарных акустических сигналов / Y.A. Kropotov, V.A. Ermolaev // Proceedid-ings of International Siberian Conference on Control and Communication. Krasnoyarsk. Russian, September 2011. – Р. 316-318.

17.Кропотов Ю.А Многоканальный адаптивный алгоритм подавления акустических помех методом ДПФ в системах обмена речевыми сообщениями // Proceedings of 22-th International Crimean Conference “Microwave & Telecommunication Technology”. Sevastopol, Ukraine. 2012, v.2, P. 863-864. IEEE Catalog Number CFP12788-PRT, ISBN 978-966-335-374-6.

Патенты

1.Пат. 69361 Российская Федерация, МПК H04B13/00 (2006.01). Система внутрикорабельной громкоговорящей связи / Ю.А. Кропотов, Я.Ю. Кульков. Заявители и патентообладатели Кропотов Ю.А., Кульков Я.Ю – № 2007130589/22; заявл. 09.08.2007; опубл. 10.12.2007. Бюл. №34.

2.Пат. 68208 Российская Федерация, МПК H03G5/16 (2006.01). Устройство автоматического управления формой спектра речевого сигнала в системах громкоговорящей связи / Ю.А. Кропотов, Я.Ю. Кульков. Заявители и патентообладатели Кропотов Ю.А., Кульков Я.Ю – № 2007126688/22; заявл. 12.07.2007; опубл. 10.11.2007. Бюл. №31.

3.Пат. 68680 Российская Федерация, МПК G01B15/02 (2006.01). Устройство измерения характеристик акустических сигналов / Ю.А. Кропотов, Я.Ю. Кульков. Заявители и патентообладатели Кропотов Ю.А., Кульков Я.Ю – № 2007131142/22; заявл. 15.08.2007; опубл. 27.11.2007. Бюл. №33.

4.Пат. 91437 Российская Федерация, МПК G01R17/02 (2006.01). Устройство компенсации акустических эхо-сигналов в системах громкоговорящей связи. / Быков А.А., Ермолаев В.А., Кропотов Ю.А. Заявители и патентообладатели Быков А.А., Ермолаев В.А., Кропотов Ю.А.–№ 2009139045/22; заявл. 22.10.2009; опубл.10.02.2010. Бюл. №4.

5.Пат. 91490 Российская Федерация, МПК H04B1/10 (2006.01). Устройство подавления сосредоточенных акустических помех. / Быков А.А., Ермолаев В.А., Кропотов Ю.А., Лазарев Л.С., Проскуряков А.Ю. Заявители и патентообладатели Быков А.А., Ермолаев В.А., Кропотов Ю.А., Лазарев Л.С., Проскуряков А.Ю. – № 2009135220/22; заявл. 21.09.2009; опубл. 10.02.2010. Бюл. №4.

6.Пат. 2477533 Российская Федерация, МПК G10L 19/06 (2013.01), H04B 1/10 (2006.01). Способ многоканального адаптивного подавления акустических шумов и сосредоточенных помех и устройство для его осуществления. / Кропо-тов Ю.А.. Заявитель и патентообладатель Кропотов Ю.А. – № 2011116625/08; заявл. 26.04.2011; опубл. 10.03.2013. Бюл. №7.