Audiosignal filtern

[Philipp Lein (Gast)]

Grüß Gott,
Mal eine sehr allgemeine Frage (hoffe nicht zu allgemein)
Würde sich ein Lock-in-Verstärker eignen um ein stark verrauschtes 
Audio-Signal zu filtern ?
Dankeschön im Voraus !

[Gerhard Z. (germel)]

Nur, wenn das Audio-Signal periodisch ist und du ein kohärentes 
Synchronisationssignal hast, um den Lock-in Verstärker damit auf das zu 
filternde Signal zu synchronisieren.

Gerhard

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Eher nicht, weil es sich bei einem Audiosignal gewöhnlich um ein 
Frequenzgemisch handelt.

MfG

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Philipp Lein schrieb:
> Mal eine sehr allgemeine Frage (hoffe nicht zu allgemein)

Aber hallo!

> Würde sich ein Lock-in-Verstärker eignen um ein stark verrauschtes
> Audio-Signal zu filtern ?

Für ein allgemeines Audiosignal? Nein.

Lock-in-Verstärker verwendet man, um ein bereits bekanntes (periodisch 
oder auch nicht) Signal aus einem verrauschten Gemisch herauszufiltern.

[Philipp Lein (Gast)]

Danke für die schnelle Antwort, ich hatte schon vermutet dass 
Lock-in-Verstärker nicht optimal ist...
Kennst du/sie einen anderen allgemeinen Ansatz um ein Audio-Signal zu 
filtern ?

[HildeK (Gast)]

Was für ein Audiosignal ist das? Musik? Sprache?
Warum ist es verrauscht? Woher stammt das Rauschen?

Falls es Sprache wäre, kann man die Bandbreite soweit wie sinnvoll 
reduzieren. Vor allem Windgeräusche sind durch einen Hochpass schon mal 
deutlich verringerbar.
Normalerweise setzt man an der Quelle bzw. an der ersten Verstärkerstufe 
an, in dem man dort mehr Pegel generiert oder eine rauscharmen 
Verstärker verwendet.
Dann gibt es noch Algorithmen, die den Rauschanteil um einige dB 
reduzieren können (aus DAW-Software). Die kann man sicher auch in einem 
DSP unterbringen - mit entsprechendem Aufwand und notwendigen Know-How.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Philipp Lein schrieb:
> Danke für die schnelle Antwort, ich hatte schon vermutet dass
> Lock-in-Verstärker nicht optimal ist...

Die Frage ist zu diffus für eine sinnvolle Antwort.

> Kennst du/sie einen anderen allgemeinen Ansatz um ein Audio-Signal zu
> filtern ?

Man kann Rauschen nicht herausfiltern. Am ehesten noch kann man es 
maskieren. Gebräuchliche Systeme nutzen aus, daß Rauschen bei höheren 
Frequenzen störender ist. Wenn man das verrauschte NF-Signal durch einen 
Tiefpaß schickt, reduziert man zwar auch erwünschte Anteile des Signals, 
das Rauschen nimmt aber gefühlt mehr ab als das Signal.

Ein weiterer Ansatz nutzt aus, daß ein (gleichbleibendes) Rauschen mehr 
stört, wenn das Signal selber schwächer ist. Auf dieser Basis hat man 
früher DNL [1] Filter gebaut.


[1] https://de.wikipedia.org/wiki/Dynamic_Noise_Limiter

[MaWin (Gast)]

Philipp Lein schrieb:
> Würde sich ein Lock-in-Verstärker eignen um ein stark verrauschtes
> Audio-Signal zu filtern ?

Nein.

Philipp Lein schrieb:
> Kennst du einen anderen allgemeinen Ansatz um ein Audio-Signal zu
> filtern ?

Stereosignal kanalbezogen verrauscht ? Zu Mono mischen, Korrelation.

Rauschen eher im Hochtonbereich ? Höhen absenken durch Tiefpassfilter.

Über Audiosignal ist mehr bekannt ? Gezielt und ggf. adaptiv alles 
nicht-erwartete wegfiltern.

[Burkhard K. (buks)]

Philipp Lein schrieb:
> Kennst du/sie einen anderen allgemeinen Ansatz um ein Audio-Signal zu
> filtern ?

Live oder nachträglich? In letzterem Fall z.B. mit Audacity: 
Effekte/Rauschentfernung.

"Live": Fouriertransformation (FFT bzw. DFT) --> 
Koeffizienten-Thresholding --> inverse FFT (IFFT), siehe 
https://de.wikipedia.org/wiki/Rauschunterdr%C3%BCckungsverfahren.
Oder: Wavelet Analyse-Filterbank --> Koeffizienten-Thresholding --> 
Wavelet Synthese-Filterbank.

Thresholding bedeutet, dass solche Koeffizienten abgesenkt oder genullt 
werden, die mit "nicht interessanten" Signalanteilen assoziert sind.

Rauschentfernung per FFT/IFFT kommt beim oben erwähnten Audacity-Effekt 
zum Einsatz. Dazu muss das "Rauschprofil" (z.B. eine Passage, die 
lediglich Rauschen enthält) bekannt sein. Diese Verfahren sind relativ 
aufwendig, haben aber den Vorteil dass sie - anders als ein Hochpass - 
Rauschen aus dem gesamten Frequenzspektrum entfernen können.