|
|
Audio Signal Declipping and Dequantization Using Sparsity-Based Methods
Záviška, Pavel ; Šroubek,, Filip (referee) ; Koldovský,, Zbyněk (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
Audio signály jsou náchylné k různým typům poškození, přičemž jedním z nejčastějších a nejproblematičtějších druhů poškození je clipping. Tato dizertační práce se zaměřuje na rekonstrukci zvukových signálů poškozených nelineárním zkreslením s hlavním zaměřením na declipping a dekvantizaci a popisuje vědecký přínos v této oblasti s využitím metod založených na řídké reprezentaci. První část dizertační práce se zabývá problematikou declippingu a představuje několik přístupů založených na řídkých reprezentacích signálů. Součástí je jak originální výzkum, tak i převzaté algoritmy, které však byly v rámci této práce reimplementovány nebo modifikovány. Kvalita výstupů rekonstrukčních algoritmů je vyhodnocena jak pomocí ukazatele SDR, tak i s využitím percepčně založených metrik. V další části se práce zaměřuje na zakomponování psychoakustiky do problému declippingu pomocí váhování transformačních koeficientů s třemi navrženými způsoby konstrukce vah. Je zde dokázáno, že při správně zvolených vahách je možné výrazně zlepšit kvalitu rekonstrukce a vyrovnat se tak nejlepším algoritmům při zachování nízké výpočetní náročnosti. V poslední části práce je pozornost je také věnována metodám umožňujícím odchylku ve spolehlivé části signálu. V tomto směru práce zkoumá percepční vliv prostého nahrazení těchto spolehlivých vzorků, identifikuje jeho hlavní nevýhody a následně představuje metody, které kompenzují negativní efekty způsobené tímto nahrazením. Je ukázáno, že s využitím těchto technik je možné bez významného navýšení výpočetní náročnosti výrazně zlepšit dosaženou kvalitu rekonstrukce. Vybrané algoritmy jsou rovněž aplikovány na problém audio dekvantizace. Součástí práce jsou repozitáře obsahující implementace všech představených metod.
|
|
|
Restoration of signals with limited instantaneous value for the multichannel audio signal
Hájek, Vojtěch ; Vrba, Kamil (referee) ; Záviška, Pavel (advisor)
This master’s thesis deals with the restoration of clipped multichannel audio signals based on sparse representations. First, a general theory of clipping and theory of sparse representations of audio signals is described. A short overview of existing restoration methods is part of this thesis as well. Subsequently, two declipping algorithms are introduced and are also implemented in the Matlab environment as a part of the thesis. The first one, SPADE, is considered a state- of-the-art method for mono audio signals declipping and the second one, CASCADE, which is derived from SPADE, is designed for the restoration of multichannel signals. In the last part of the thesis, both algorithms are tested and the results are compared using the objective measures SDR and PEAQ, and also using the subjective listening test MUSHRA.
|
|
|
Restoration of signals after passing through the limiter with the use of psychoacoustic model
Kramář, Denis ; Rajmic, Pavel (referee) ; Záviška, Pavel (advisor)
This bachelor thesis deals with the use of sparse representaions for the purpose of restoration clipping-damaged audiosignal. First, a theory of limiter and signal limiting itself is discussed. Subsequently, some of present methods based on sparse representations theory are given. The theory of sparse representations is discussed in following chapture. After that is here described a psychoacoustic model and it's use for declipping. At the end of theoretical part, two methods dealing with this problem are introduced. First is based on synthesis model of signal using Douglas-Rachford algorithm. Second is based on analysis signal model using Chambolle-Pock algorithm. In the next part is their implementation in the Matlab environment. Finally, the result achieved by both algorithms are evaluated.
|
|
|
Restoration of signals with limited instantaneous value using a psychoacoustic model
Beňo, Tomáš ; Rajmic, Pavel (referee) ; Záviška, Pavel (advisor)
The master's thesis deals with the restoration of audio signals that have been damaged by clipping. Used methods are based on sparse representations of signals. The introduction of the thesis explains the issue of clipping and mentions the list of already existing methods that solve declipping, which are followed by the thesis. In the next chapter, the necessary theory of sparse representations and the proximal algorithms is described, including specific representatives from the category of convex optimization problems. The thesis contains declipping algorithm implemented in Matlab software environment. Chosen method for solving the task uses the Condat algorithm or Generic proximal algorithm for convex optimization and solves minimization of sum of three convex functions. The result of the thesis is five versions of algorithm and three of them have implemented psychoacoustic model for results improvement. For each version has been found optimal setting of parameters. The restoration quality results are evaluated using objective measurements like SDR and PEMO-Q and also using subjective listening test.
|
|
|
Audio restoration based on sparse signal representations
Záviška, Pavel ; Průša, Zdeněk (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
This Master's Thesis deals with the issue of audio clipping and the application of sparse represenations model for the task of declipping. First, a general theory of clipping is described, followed by a brief overview of existing methods and a description of the general theory concerning sparse representations of signals and bases, respectively frames. Subsequently, two methods solving declipping problem based on sparse representations are intruduced. The first method uses the Generic proximal algorithm for convex optimization, the second one uses the Douglas-Rachford algorithm. The above mentioned methods have been programmed in the Matlab environment. The results of the declipping methods are evaluated according to SNR, PEMO-Q and also by subjective listening tests.
|
|
|
Increasing bit depth in audio signals
Mrázek, Tomáš ; Mokrý, Ondřej (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
The task of this bachelor’s thesis is to get acquainted with basic and advanced dequantization methods. It describes basics of declipping with focus on method which uses social sparsity. From this method, an audio dequantization algorithm using social sparsity can be designed and implemented. The resulting program automatically quantize the original file to the required bit depth and then reconstruct it to the closest possible resemblance to the original.
|
|
|
Modern methods of reconstruction of saturated signals
Beránek, Šimon ; Smékal, Zdeněk (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
This master's thesis deals with the problems of signal degradation caused by clipping and methods for its removal and signal restoration. Basics of mathematical formulations needed, signal processing and optimalization tasks are described. The goal of this thesis is the implementation of basic algorithms used for hard declipping and creating an audio database later used for testing these algorithms. These implementations are followed by modeling of soft clipping and later restored using the improved algorithms. The restorations are tested using the subjective hearing test MUSHRA and the results are statistically evaluated.
|
|
|
Audio Signal Declipping and Dequantization Using Sparsity-Based Methods
Záviška, Pavel ; Šroubek,, Filip (referee) ; Koldovský,, Zbyněk (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
Audio signály jsou náchylné k různým typům poškození, přičemž jedním z nejčastějších a nejproblematičtějších druhů poškození je clipping. Tato dizertační práce se zaměřuje na rekonstrukci zvukových signálů poškozených nelineárním zkreslením s hlavním zaměřením na declipping a dekvantizaci a popisuje vědecký přínos v této oblasti s využitím metod založených na řídké reprezentaci. První část dizertační práce se zabývá problematikou declippingu a představuje několik přístupů založených na řídkých reprezentacích signálů. Součástí je jak originální výzkum, tak i převzaté algoritmy, které však byly v rámci této práce reimplementovány nebo modifikovány. Kvalita výstupů rekonstrukčních algoritmů je vyhodnocena jak pomocí ukazatele SDR, tak i s využitím percepčně založených metrik. V další části se práce zaměřuje na zakomponování psychoakustiky do problému declippingu pomocí váhování transformačních koeficientů s třemi navrženými způsoby konstrukce vah. Je zde dokázáno, že při správně zvolených vahách je možné výrazně zlepšit kvalitu rekonstrukce a vyrovnat se tak nejlepším algoritmům při zachování nízké výpočetní náročnosti. V poslední části práce je pozornost je také věnována metodám umožňujícím odchylku ve spolehlivé části signálu. V tomto směru práce zkoumá percepční vliv prostého nahrazení těchto spolehlivých vzorků, identifikuje jeho hlavní nevýhody a následně představuje metody, které kompenzují negativní efekty způsobené tímto nahrazením. Je ukázáno, že s využitím těchto technik je možné bez významného navýšení výpočetní náročnosti výrazně zlepšit dosaženou kvalitu rekonstrukce. Vybrané algoritmy jsou rovněž aplikovány na problém audio dekvantizace. Součástí práce jsou repozitáře obsahující implementace všech představených metod.
|
|
|
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.
|
|
|
Restoration of signals with limited instantaneous value for the multichannel audio signal
Hájek, Vojtěch ; Vrba, Kamil (referee) ; Záviška, Pavel (advisor)
This master’s thesis deals with the restoration of clipped multichannel audio signals based on sparse representations. First, a general theory of clipping and theory of sparse representations of audio signals is described. A short overview of existing restoration methods is part of this thesis as well. Subsequently, two declipping algorithms are introduced and are also implemented in the Matlab environment as a part of the thesis. The first one, SPADE, is considered a state- of-the-art method for mono audio signals declipping and the second one, CASCADE, which is derived from SPADE, is designed for the restoration of multichannel signals. In the last part of the thesis, both algorithms are tested and the results are compared using the objective measures SDR and PEAQ, and also using the subjective listening test MUSHRA.
|
guest ::
