시끄러운 음성 신호에서 메시지 필터링

매우 시끄러운 오디오 파일 (.wav)에 숨겨진 메시지를 해독하려고합니다 (추가 드론이있는 백색 잡음이라고 생각합니다). 메시지는 6 자리 숫자 입니다. 노이즈에 대한 자세한 내용은 없습니다.

나는 대부분의 더 높은 주파수를 제거하면 숫자를들을 수 있기를 희망하면서 저역 통과 필터를 사용하려고 시도했지만, 저음 무인 항공기를 충분히 제거하여 음성을 충분히들을 수 없었습니다. 내 시도는 다음과 같습니다 (사용 된 기능 freq_space_low_pass_filter은 끝에 포함되어 있습니다).

[data, SampleRate, NbitsPerSample]=wavread('noisy_msg6.wav');

y=data(:,1); % we will work only with one channel in this demo 
N=length(y); %number of sample points
t=( (1:N)*1/SampleRate ).'; % time spacing is 1/SampleRate and we want column vector

Y=fft(y);

spectrum_freq=fourier_frequencies(SampleRate, N);

Freq3db=100;
[spectrum_filtered,g_vs_freq]=freq_space_low_pass_filter(Y, SampleRate, Freq3db);


y_filtered=ifft(spectrum_filtered);

y_filtered=real(y_filtered);



wavwrite(y_filtered/(0.1+max(y_filtered)), SampleRate, NbitsPerSample,
         'noisy_msg6_filtered.wav');

%%%%%%%%down sampling%%%%%%%%

indexes=(abs(spectrum_freq) < 10*Freq3db);
spectrum_freq_down_sampled = spectrum_freq(indexes);
spectrum_down_sampled = spectrum_filtered(indexes);
N_down_sampled = length(spectrum_down_sampled);

spectrum_down_sampled=spectrum_down_sampled*N_down_sampled/N;

SampleRate_down_sampled=SampleRate*N_down_sampled/N;

y_down_sampled=real(ifft(spectrum_down_sampled));
t_down_sampled = ( (1:N_down_sampled)*1/SampleRate_down_sampled ).';

sound(y_down_sampled, SampleRate_down_sampled)

function [spectrum_filtered,g]=freq_space_low_pass_filter(spectrum, SampleRate, Freq3db)
%% applies low pass filter in the frequency domain
% spectrum - result of fft on time series data (column vector is expected)
% SampleRate - measured in Hz, 1/dt where dt spacing of the points in time domain
% Freq3db - desired 3db roll off point in Hz

N=length(spectrum);

function G=filter_gain(freq, Freq3db)
    G=1./(1+1i*freq/Freq3db); % this corresponds to low pass RC filter
end

spectrum_freq=fourier_frequencies(SampleRate, N);

% calculate filter gain for each spectrum frequency
g=filter_gain(spectrum_freq, Freq3db);
spectrum_filtered=spectrum.*g;
end

신호 스펙트럼의 플롯 :

몇 가지 사항 :

1. 주파수 영역에서의 필터링은 복잡하며 시간 영역 앨리어싱을 피하기 위해 오버랩 추가와 같은 실제 알고리즘이 필요합니다. 시간 영역에서 직접 필터링하는 것이 훨씬 쉽습니다. [b, a] = butter (1,100 / (SampleRate / 2); y_filtered = filter (b, a, y); 훨씬 낫습니다
2. 드론 주파수에 노치 필터를 설치하고 싶을 것입니다.
3. 광대역 고정 잡음의 경우 좋은 방법은 Wiener 필터링 또는 스펙트럼 감산입니다. 이에 관한 많은 논문이 발표되었습니다.

저역 통과 필터 사용에 대해 언급했지만 주석 작성자 중 한 사람이 저역 잡음을 필터링하기 위해 대역 통과 필터를 사용하는 것이 좋습니다. 기존 솔루션에 관심이있는 경우 타사 라이브러리에도 노이즈 감소 필터가 있습니다.

인간의 목소리에는 도움이 될만한 특성이 있습니다. 예를 들어, 여성의 음성은 약 200Hz, 남성은 낮아지기 때문에 고역 통과 필터 를 사용하면 약간 도움이 될 것입니다. 도 참조 음향 기능 - 구별 - 더 - 남성과 여성으로 음성을 .

또한 히스토그램을 통해 드론 주파수를 식별하십시오.

코드에서이 모든 작업을 수행하는 것은 약간 성가신 일입니다. Audacity 와 같은 오디오 프로그램을 고려 했습니까 ?