Introduzione

La diffusione di supporti per l'audio digitale di alta qualità, come i CD e i DAT ha innalzato fortemente le aspettative sulla qualità del suono in tutti i tipi di registrazione. Questo, combinato ad un rinato interesse per il materiale storico e musicologico, ha provocato una crescente attenzione per il restauro delle registrazioni degradate che si trovano sia su vecchi supporti come i vinili (78rpm,LP,etc.) e i nastri magnetici, ma anche su supporti per le registrazioni digitali.

L'elaborazione del segnale digitale è ora possibile a chiunque possegga un PC ed una scheda audio e sarà d'importanza sempre crescente, insieme al video digitale, nella rivoluzione multimediale in atto. Il restauro digitale troverà quindi nuove applicazioni per il suono registrato da Internet, registrazioni da casa e del parlato, e riduttori di rumore di alta qualità diverranno parti standard per ogni sistema di hi-fi e di computer, accanto al riconoscimento del parlato ed all'elaborazione delle immagini. Anche nella telefonia digitale la possibilità di migliorare la trasmissione del segnale audio è divenuta di grande importanza. Infine, molti enti pubblici e privati, come teatri (La Scala) o enti radiotelevisivi (RAI), già da tempo hanno cominciato ad interessarsi all'archiviazione elettronica del loro materiale sonoro, quindi, anche in questo caso, il restauro audio gioca un ruolo molto importante.

In questo lavoro di tesi è stato fatto uno studio sull'elaborazione di segnali audio con tecniche numeriche per ottenere la soppressione o attenuazione dei disturbi dovuti al rumore di fondo causato sia dal degrado temporale che dalla scarsa qualità degli strumenti di registrazione e di conservazione, per permettere un miglioramento della qualità delle registrazioni.
Il degrado dell'audio è un problemache si è sempre presentato nel caso di registrazioni analogiche di qualunque qualità. Con il passaggio alla tecnologia digitale molti disturbi tipici dell'approccio analogico, sono stati eliminati; tuttavia la necessità del passaggio delle registrazioni analogiche in digitale, impone un'attenta analisi per evitare di riportare nella registrazione digitale tutti i disturbi presenti in quella analogica.
L'elaborazione delle registrazioni, può essere effettuata sia nel dominio analogico che digitale, tuttavia la potenza e la versatilità dell'elaborazione numerica garantiscono un più valido strumento per lo scopo preposto.
Durante il lavoro di Tesi sono state prese in considerazione differenti tecniche per il restauro di segnali audio, in seguito è stata scelta la tecnica proposta da Ephraim e Malah, nata da uno studio per risolvere il problema dello "Speech Enhancement", ma qui utilizzata per il problema del degrado delle registrazioni musicali. Questa tecnica è stata scelta perché priva del problema del rumore musicale che frequentemente s'incontra. Problema da evitare soprattutto nell'ambito musicale.

Un'attenzione particolare è stata dedicata alla complessità computazionale del filtro e quindi all'ottimizzazione del codice, in modo da ottenere una elaborazione del segnale in tempo reale.

Infine, oltre alle valutazioni sui risultati ottenuti, è stato preso in esame un sistema per il Denoising oggi in commercio, il sistema NoNoise prodotto dalla Sonic Solution, ed è stato confrontato con l'applicazione sviluppata nell'ambito di questo lavoro di Tesi.