Estimador de Nivel de Umbral en Tiempo Real para Sistemas de Reducción de Ruido con Transformada Wavelet Analógica

Abstract

La transformada wavelet ha demostrado ser una herramienta muy util en el procesamientode señales, siendo uno de sus campos mas prolıficos la reduccion de ruidoen señales. Basadas en el uso de esta herramienta matematica numerosas tecnicasde reduccion de ruido sobre señales e imagenes han sido propuestas, muchas deellas basadas en umbralizaci on. La mayor parte de estos aportes han sido orientadosa sistemas implementados mediante software con algoritmos computacionales o implementacionesen hardware digital como en FPGA (Field Programable Gate Array)o DSP (Digital Signal Processor).Las tecnicas de umbralizaci on wavelet basan su funcionamiento en la aplicacionde la transformada wavelet sobre una señal, obteniendose ası sus componentes wavelet.Posteriormente se procede a la eliminacion o supresion de partes o seccionesde las componentes que no superen un nivel de umbral dado. Es por ello que uno delos factores mas importantes de la reduccion de ruido mediante umbralizaci on es laelecci on de un nivel de umbral correcto con el cual se pueda lograr una reduccionsatisfactoria. Cuando se trabaja con niveles de ruido que cuyo nivel varia en tiemporeal, la elecci on del nivel de umbral se puede tornar compleja ya que si el ruidocambia de manera importante, se tendrıa que recalibrar el nivel de umbral para lograrnuevamente una reduccion de ruido adecuada. Por lo anterior se hace necesarioel uso de un metodo de umbralizaci on con un nivel umbral capaz de adaptarse avariaciones temporales de nivel de ruido.La investigacion presentada en este documento, se centra en la creacion de un estimadorque provea un nivel de umbral adaptativo, el cual sera usado en un procesode reduccion de ruido con transformada wavelet y umbralizaci on dura con retardo.Ademas el trabajo esta orientado a una posible implementaci on futura en circuitoelectr onico analogico, ya que los circuitos analogicos proveen ventajas nada despreciables,como son la miniaturizacion del sistema, una buena respuesta en tiemporeal y un muy bajo consumo de potencia.Se han propuesto diferentes metodos de umbralizaci on adaptativa a variacionestemporales de nivel de ruido, tanto en señales como en imagenes, aunque nuevamentela mayor parte de las implementaciones estan orientadas a la creacion de algoritmos computacionales, sobre señales previamente digitalizadas, donde la parte“en tiempo real” no existe, ya que previo a la umbralizaci on estos sistemas hacenanalisis estadısticos sobre la señal a trabajar y en base a los datos obtenidos se estableceel nivel de umbral.En este trabajo presenta la metodologıa usada para creacion del estimador antesmencionado. Ademas se presentan los pasos seguidos para obtener las herramientasque han servido de vehıculo de pruebas, para validar tanto la hip otesis original comola metodologıa propuesta.