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Type: Tese
Title: Bayes meets Bach: applications of Bayesian statistics to audio restoration
Author(s)/Inventor(s): Carvalho, Hugo Tremonte de
Advisor: Biscainho, Luiz Wagner Pereira
Co-advisor: Ávila, Flávio Rainho
Abstract: Distorções não-lineares podem aparecer em sinais de áudio desde o momento da sua gravação até a posterior reprodução: equipamentos precários ou operados de maneira indevida, mídias fisicamente degradadas e baixa qualidade dos aparelhos de reprodução são somente alguns exemplos onde não-linearidades podem aparecer de modo natural. Outro defeito bastante comum em gravações antigas são os pulsos longos, em geral causados pela reprodução de discos com arranhões muito profundos ou fitas magnéticas severamente degradadas. Tais defeitos são caracterizados por uma descontinuidade inicial na forma de onda, seguida de um transitório de baixa frequência e longa duração. Em ambos os casos, artefatos auditivos podem ser criados, causando assim uma experiência ruim para o ouvinte. E importante então desenvolver técnicas para mitigar tais efeitos, tendo como base somente uma versão do sinal degradado, de modo a recuperar o sinal original não degradado. Nessa tese são apresentadas técnicas para lidar com esses dois problemas: o problema de restaurar gravações corrompidas com distorções não-lineares é abordado em um contexto bayesiano, considerando tanto modelos autorregressivos quanto de esparsidade no domínio da DCT para o sinal original, bem como por uma solução determinística também em usando esparsidade; para a supressão de pulsos longos, uma abordagem paramétrica é revisitada, junto com o acréscimo de um eficiente procedimento de inicialização, sendo também apresentada uma abordagem não-paramétricausando processos gaussianos.
Abstract: Memoryless nonlinear distortion can be present in audio signals, from recording to reproduction: bad quality or amateurishly operated equipments, physically degraded media and low quality reproducing devices are some examples where nonlinearities can naturally appear. Another quite common defect in old recordings are the long pulses, caused in general by the reproduction of disks with deep scratches or severely degraded magnetic tapes. Such defects are characterized by an initial discontinuity in the waveform, followed by a low-frequency transient of long duration. In both cases audible artifacts can be created, causing an unpleasant experience to the listener. It is then important to develop techniques to mitigate such defects, having at hand only the degraded signal, in a way to recover the original signal. In this thesis, techniques to deal with both problems are presented: the restoration of nonlinearly degraded recordings is tackled in a Bayesian context, considering both autoregressive models and sparsity in the DCT domain for the original signal, as well as through a deterministic solution also based on sparsity; for the suppression of long pulses, a parametric approach is revisited with the addition of an efficient initialization procedure, and a nonparametric modeling via Gaussian process is also presented.
Keywords: Engenharia elétrica
Restauração de áudio
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jan-2017
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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