Filtra il messaggio dal segnale vocale rumoroso

Sto cercando di decifrare un messaggio nascosto in un file audio molto rumoroso (.wav) (penso che sia un rumore bianco con un drone basso aggiuntivo). Il messaggio è un numero di sei cifre . Non ho ulteriori dettagli sul rumore.

Ho tentato di utilizzare un filtro passa-basso nella speranza che l'eliminazione della maggior parte delle frequenze più alte mi permettesse di ascoltare i numeri ma, sembra che non riesca a sbarazzarmi del drone basso per sentire abbastanza bene la voce. Il mio tentativo è stato il seguente (la funzione utilizzata freq_space_low_pass_filterè inclusa alla fine):

[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

Grafico dello spettro del segnale:

Alcuni punti:

1. Il filtro nel dominio della frequenza è complicato e necessita di un vero algoritmo come la sovrapposizione per evitare l'alias del dominio del tempo. È molto più semplice filtrare direttamente nel dominio del tempo: [b, a] = butter (1.100 / (SampleRate / 2); y_filtered = filter (b, a, y); è molto meglio
2. Probabilmente vuoi mettere il filtro notch sulla frequenza del drone
3. Per il rumore stazionario a banda larga un buon metodo è il filtraggio di Wiener o la sottrazione spettrale. Molti articoli sono stati pubblicati su questo.

Si menziona l'utilizzo di un filtro passa-basso, ma come ha detto uno dei commentatori probabilmente si farebbe meglio con un filtro passa-banda per filtrare anche il rumore a bassa frequenza. Esistono anche filtri di riduzione del rumore nelle librerie di terze parti se sei interessato a soluzioni preesistenti.

La voce umana ha alcune peculiarità che potrebbero aiutare. Per uno, la voce femminile inizia a circa 200Hz, maschio più basso, quindi fare un filtro passa-alto qui aiuterebbe un po '. Vedi anche le caratteristiche acustiche che distinguono la voce maschile e femminile .

Inoltre, identifica le frequenze dei droni tramite un istogramma.

Fare tutto questo nel codice è un po 'complicato. Hai considerato qualche programma audio come Audacity ?