Restaurarea semnalelor audio tăiate

Sursă Originală: https://www.math.ucdavis.edu/~strohmer/research/audio/audio.html

Reconstituirea semnalelor audio (clipite) este o problemă provocatoare și adesea prost pusă. Clippingul se referă la trunchierea aplitudei unui semnal deasupra și / sau sub un anumit prag (nivelul tăierii). Clipping poate apărea în conversia analog-digitală a unui semnal, în timpul înregistrării muzicii cu un microfon suboptimal sau mai general, în timpul transmisiei de date. Consultați figura de mai jos pentru un exemplu de semnal audio tăiat. Problema de restabilire a probelor lipsă într-un semnal tăiat este, de obicei, mai dificilă decât problema neregulată de eșantionare. Dificultatea rezultă din urmărirea faptelor:

  • Eșantioanele lipsă sunt consecutive, ducând la eventualele segmente de date care lipsesc.
  • Probele lipsă și energia de eșantionare a semnalului în zonele tăiate sunt în mod evident legate intrinsec.
  • Abordările tipice de regularizare care minimizează norma / seminormul semnalului eșuează (din cauza motivului de mai sus)
  • Sunt necesare algoritmi rapizi dacă este necesară procesarea on-line

Algoritmul pe care l-am dezvoltat în acest scop folosește informatiom local și global și combină o statistică cu o abordare deterministă.

Iată un exemplu pentru restaurarea unui semnal audio tăiat:

Puteți descărca un exemplu (Sunt de acord, nu este chiar o melodie grozavă) în formatul WAV aici: 
Semnal dezlipit (8 secunde, datorită lui Earl Vickers pentru înregistrarea acestuia) 
Semnal clipit Semnal 
restabilit

Semnalul original al exemplului de mai sus, versiunea tăiată și restaurarea sunt afișate în figura de mai jos. Restaurarea nu este încă perfectă (dar mai bună decât algoritmii patentați existenți). Faceți clic pe imagine pentru a vedea o versiune mai mare.

Următoarea figură prezintă semnalul semnalului de mai sus, care a suferit cel mai mult de la tăiere mai întâi împreună cu semnalul tăiat (deasupra) și apoi cu restabilirea acestuia (de mai jos). Faceți clic pe imagine pentru ao vedea într-o rezoluție mai bună.