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基于小波变换的音频修复技术研究与实现

作　者: 李占辉
导　师: 刘晓强
学　校: 东华大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 音频修复小波变换小波阈值降噪插件技术
分类号: TN912.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

全国各地档案馆、音乐学院等积累了大量的历史音频资料,其中许多资料具有历史和文化的特殊价值,也不乏各种孤本。对于珍贵历史音频资料而言,具有不可再现性。随着时间的变迁推移和载体材料的技术局限性,早期的一些音频资料已濒临失效的边缘,这些历史音频资料的保存现状令人担忧。随着计算机技术的飞速发展,以计算机为核心的信息处理扮演着越来越重要的角色,数字音频处理技术也得到了飞速的发展。为了使珍贵历史音频更好地服务于今后的教学、科研和商业应用,需要将历史音频资料进行数字化处理。在历史音频资料数字化保存过程中,常常会出现全局性噪音和局部性噪音,为使其尽可能地恢复历史原貌,所以应该在尽可能保留原始音频信号基础之上,进行数字化音频修复。本论文以上海市科委课题攻关项目“珍贵历史音频资料数字修复与数字化保存技术研究”为背景,主要工作包括:(1)针对历史音频资料数字化转录过程中出现的HISS噪音特点,重点研究了小波阈值降噪方法,通过仿真实验,重点讨论了不同的基小波、不同的阈值函数和不同的阈值选取规则对降噪性能的影响,研究结果具有一定的参考价值。(2)提出了基于小波包变换的自适应多阈值降噪方法,此方法的阈值具有局部性,优于全局阈值,而且采用基于贝叶斯估计的阈值计算方法在均方误差意义上是近优的。实验证明:此方法能较多的保留原始音频信号,对去除HISS噪音具有明显效果,克服了一般小波阈值方法“过扼杀”小波系数的缺点。(3)基于项目的需要,提出了音频修复系统的解决方案,并设计与实现了音频修复软件MemoryAudio,包括基于小波包变换的自适应多阈值音频修复功能、批量修复功能、多版本保存等功能,克服了一般音频处理软件不能保存音频修复信息和评定信息的缺点。音频修复模块采用了插件技术,以方便扩展系统的新需求。本文利用数字信号处理的方法,对音频信号进行再加工,解决了以往音频修复的复杂性,并能够使珍贵音频资料最大地发挥其应有的历史价值与文化价值,同时音频修复系统采用了插件技术,可以根据修复人员或专业人士的需要,通过增加插件的方法,来扩展其修复功能,使音频修复工作更灵活和敏捷,提高了音频修复效率。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-14
1 绪论  14-24
  1.1 研究背景、意义和前景  14-15
  1.2 音频噪声  15-19
  1.3 音频修复技术概述  19-21
  1.4 目前音频修复技术中存在的问题  21-22
  1.5 本文的主要研究内容及结构  22-24
2 小波域音频降噪分析  24-46
  2.1 小波分析基础知识  24-31
  2.2 小波降噪基本原理和步骤  31-33
  2.3 小波阈值降噪方法  33-39
  2.4 仿真实验与讨论  39-45
  2.5 本章小结  45-46
3 基于小波包变换的自适应多阈值HISS噪声降噪  46-56
  3.1 小波包分析  46-47
  3.2 基于小波包变换的自适应多阈值降噪算法实现步骤  47-51
  3.3 音频降噪评价标准  51-53
  3.4 仿真实验与讨论  53-55
  3.5 本章小结  55-56
4 音频修复系统设计与实现  56-72
  4.1 需求分析  56-58
  4.2 系统总体设计  58-60
  4.3 音频修复流程  60
  4.4 系统实现  60-71
  4.5 本章小结  71-72
5 音频修复模块插件结构的实现  72-82
  5.1 音频修复模块的插件结构  72-73
  5.2 基于插件技术的软件工作过程  73-74
  5.3 音频修复模块插件结构的实现  74-81
  5.4 本章小结  81-82
6 总结与展望  82-84
  6.1 总结  82-83
  6.2 展望  83-84
参考文献  84-88
攻读学位期间的研究成果目录  88-89
致谢  89

基于小波变换的音频修复技术研究与实现

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