|
|
Audio Signal Declipping and Dequantization Using Sparsity-Based Methods
Záviška, Pavel ; Šroubek,, Filip (oponent) ; Koldovský,, Zbyněk (oponent) ; Rajmic, Pavel (vedoucí práce)
Audio signals are susceptible to various types of quality degradation, with clipping being one of the most common and problematic distortions. This Thesis addresses the restoration of audio signals corrupted by nonlinear distortions and presents the contribution in the field of sparsity-based audio restoration algorithms, with the main focus on audio declipping and dequantization. The first part of the Thesis deals with the problem of audio declipping and presents several sparsity-based approaches, containing both the original research and adopted algorithms, which have been reimplemented or modified. The performance of the algorithms is evaluated using the Signal-to-Distortion ratio, as well as perceptually motivated metrics of sound quality. Then, attention is paid on incorporating psychoacoustic information into declipping by weighting the transform coefficients. Three possible constructions of the weights are presented and it is shown that with correctly chosen weights, it is possible to significantly improve the performance of the algorithms, which achieve state-of-the-art restoration quality with low computational complexity. Special focus is also paid on declipping methods that allow a deviation in the reliable part. In that direction, the Thesis studies the perceptual effects of plain replacement of the reliable samples, then identifies its main weaknesses and introduces methods to compensate the discovered negative effects. It is shown that using this technique, it is possible to enhance the performance of such declipping algorithms without a significant increase in computational complexity. Finally, selected declipping algorithms are adopted to the problem of audio dequantization. The Thesis is accompanied by repositories containing implementations of the presented methods.
|
|
|
Restaurace signálu s omezenou okamžitou hodnotou pro vícekanálový audio signál
Hájek, Vojtěch ; Vrba, Kamil (oponent) ; Záviška, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá rekonstrukcí saturovaného vícekanálového audio signálu pomocí metod založených na řídké reprezentaci signálu. V první části práce je popsána teorie clippingu u audio signálů a teorie řídké reprezentace signálů. V této části je obsažena také krátká rešerše současných rekonstrukčních algoritmů. Následně jsou představeny dva rekonstrukční algoritmy, které byly v rámci práce naprogramovány v prostředí Matlab. První z nich je algoritmus SPADE, „state-of-the-art“ pro rekonstrukci monofonních signálů, a druhým je od něj odvozený algoritmus CASCADE, navržený pro vícekanálové signály. Ve třetí části práce jsou oba algoritmy otestovány a porovnány pomocí objektivních ukazatelů SDR a PEAQ a pomocí subjektivního poslechového testu MUSHRA.
|
|
|
Restaurace signálu po průchodu limiterem s použitím psychoakustického modelu
Kramář, Denis ; Rajmic, Pavel (oponent) ; Záviška, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá využitím řídkých reprezentací signálu za účelem restaurace audiosignálu poškozeného clippingem. Nejprve je zde probrána teorie týkající se limiteru a samotné limitace signálu. Poté jsou zde uvedeny některé současné metody založené na teorii řídkých reprezentací. Ta je popsána v následující kapitole. Následně je zde popsán psychoakustický model a jeho využití pro declipping. Na závěr teoretické části jsou zde představeny dvě metody řešení této úlohy. První je založená na syntezujícím modelu signálu a využívá algoritmus Douglas-Rachford. Druhá je založená na analyzujícím modelu signálu a byl pro ni zvolen algoritmus Chambolle-Pock. V další části je popsána jejich implementace v prostředí Matlab. Na závěr jsou vyhodnoceny výsledky dosažené oběma algoritmy.
|
|
|
Restaurace signálu s omezenou okamžitou hodnotou s použitím psychoakustického modelu
Beňo, Tomáš ; Rajmic, Pavel (oponent) ; Záviška, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá restaurováním zvukových signálů, které byly poškozeny clippingem. Mezi zde využité metody patří ty, které jsou založeny na řídkých reprezentacích signálů. V úvodu práce je vysvětlena problematika clippingu a zmíněn výčet již existujících metod, které řeší declipping, a na které tato práce navazuje. V další části je popsána nezbytná teorie týkající se řídkých reprezentací a teorie týkající se proximálních algoritmů, včetně konkrétních zástupců z této kategorie úloh řešících konvexní optimalizaci. Součástí této práce je algoritmus pro declipping implementovaný v prostředí Matlab. Metoda zvolená pro řešení této úlohy využívá Condatův algoritmus neboli Obecný proximální algoritmus pro konvexní optimalizaci a řeší minimalizaci součtu tří konvexních funkcí. Výsledkem je pět odlišných variant algoritmu, z nichž tři mají implementovaný také psychoakustický model za účelem dosažení lepších výsledků. Pro každou variantu bylo nalezeno optimální nastavení parametrů. Výsledky rekonstrukce jsou vyhodnoceny pomocí objektivních ukazatelů SDR a PEMO-Q a také pomocí subjektivního poslechového testu.
|
|
|
Restaurace audiosignálů založená na řídkých reprezentacích
Záviška, Pavel ; Průša, Zdeněk (oponent) ; Rajmic, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou audio clippingu a aplikací modelu řídkých reprezentací pro úlohu declippingu. Nejprve je popsána obecná teorie clippingu, na kterou navazuje stručný přehled stávajících metod a popis obecné teorie, zabývající se řídkými reprezentacemi signálů a bázemi, resp. framy. Následně jsou představeny dvě metody, které řeší úlohu declippingu na základě řídkých reprezentací. První metoda používá Obecný proximální algoritmus pro konvexní optimalizaci, druhá pak Douglas-Rachfordův algoritmus. Zmíněné metody byly naprogramovány v prostředí Matlab. Výsledky metod jsou vyhodnoceny podle ukazatelů SNR, PEMO-Q a také podle subjektivních poslechových testů.
|
|
|
Zvyšování bitové hloubky zvukových signálů
Mrázek, Tomáš ; Mokrý, Ondřej (oponent) ; Rajmic, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce má za úkol se seznámit se základními i pokročilými metodami dekvantizace. Probírá také základy declippingu s bližším pohledem na metodu využívající sociální řídkost. Tuto metodu lze upravit a realizovat algoritmus audio dekvantizace za pomoci sociální řídkosti. Výsledný program si originální soubor nakvantizuje na požadovanou bitovou hloubku a následně ho rekonstruuje do co nejbližší podobnosti s originálem.
|
|
|
Moderní metody rekonstrukce saturovaných signálů
Beránek, Šimon ; Smékal, Zdeněk (oponent) ; Rajmic, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce řeší problematiku degradace signálů saturací a metody pro její odstranění a rekonstrukci signálu. Jsou popsány základní poznatky z matematiky, signálového zpracování a řešení optimalizačních úloh. Předmětem práce je implementace základních algoritmů určených pro odstranění tvrdého clippingu a vytvoření zvukové databáze, na které jsou prováděny testy a porovnání dvou algoritmů. Na tyto implementace navazuje modelování měkkého clippingu a následná rekonstrukce vzorků pomocí upravených algoritmů. Rekonstruované vzorky jsou otestovány subjektivním poslechovým testem MUSHRA a výsledky jsou následně statisticky vyhodnoceny.
|
|
|
Audio Signal Declipping and Dequantization Using Sparsity-Based Methods
Záviška, Pavel ; Šroubek,, Filip (oponent) ; Koldovský,, Zbyněk (oponent) ; Rajmic, Pavel (vedoucí práce)
Audio signals are susceptible to various types of quality degradation, with clipping being one of the most common and problematic distortions. This Thesis addresses the restoration of audio signals corrupted by nonlinear distortions and presents the contribution in the field of sparsity-based audio restoration algorithms, with the main focus on audio declipping and dequantization. The first part of the Thesis deals with the problem of audio declipping and presents several sparsity-based approaches, containing both the original research and adopted algorithms, which have been reimplemented or modified. The performance of the algorithms is evaluated using the Signal-to-Distortion ratio, as well as perceptually motivated metrics of sound quality. Then, attention is paid on incorporating psychoacoustic information into declipping by weighting the transform coefficients. Three possible constructions of the weights are presented and it is shown that with correctly chosen weights, it is possible to significantly improve the performance of the algorithms, which achieve state-of-the-art restoration quality with low computational complexity. Special focus is also paid on declipping methods that allow a deviation in the reliable part. In that direction, the Thesis studies the perceptual effects of plain replacement of the reliable samples, then identifies its main weaknesses and introduces methods to compensate the discovered negative effects. It is shown that using this technique, it is possible to enhance the performance of such declipping algorithms without a significant increase in computational complexity. Finally, selected declipping algorithms are adopted to the problem of audio dequantization. The Thesis is accompanied by repositories containing implementations of the presented methods.
|
|
|
Inconsistent Audio Declipping Performance Enhancement Based On Audio Inpainting
Mokrý, Ondřej ; Záviška, Pavel
Some of the state-of-the-art audio declipping methods are not consistent with the observedsignal, meaning that they do not keep the a priori undegraded (reliable) samples. These samples canbe directly substituted in the reconstructed signals, but this may create audible artifacts due to thesharp transitions between the declipped and the substituted parts. We propose two methods based onaudio inpainting, which deal with these transitions. As a result, we observe a significant improvementof the PEAQ ODG values, but only for some of the declipping algorithms considered.
|
|
|
Restaurace signálu s omezenou okamžitou hodnotou pro vícekanálový audio signál
Hájek, Vojtěch ; Vrba, Kamil (oponent) ; Záviška, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá rekonstrukcí saturovaného vícekanálového audio signálu pomocí metod založených na řídké reprezentaci signálu. V první části práce je popsána teorie clippingu u audio signálů a teorie řídké reprezentace signálů. V této části je obsažena také krátká rešerše současných rekonstrukčních algoritmů. Následně jsou představeny dva rekonstrukční algoritmy, které byly v rámci práce naprogramovány v prostředí Matlab. První z nich je algoritmus SPADE, „state-of-the-art“ pro rekonstrukci monofonních signálů, a druhým je od něj odvozený algoritmus CASCADE, navržený pro vícekanálové signály. Ve třetí části práce jsou oba algoritmy otestovány a porovnány pomocí objektivních ukazatelů SDR a PEAQ a pomocí subjektivního poslechového testu MUSHRA.
|
host ::
RSS.