Шумопонижение — процесс устранения шумов из полезного сигнала с целью повышения его субъективного качества или для уменьшения уровня ошибок в каналах передачи и системах хранения цифровых данных. Методы шумоподавления концептуально очень похожи независимо от обрабатываемого сигнала, однако предварительное знание характеристик передаваемого сигнала может значительно повлиять на реализацию этих методов в зависимости от типа сигнала.
Системы шумопонижения (СШП) — системы обработки сигнала, реализованные в виде электронных схем или программных алгоритмов, предназначенные для увеличения отношения сигнал/шум за счёт избыточности либо понижения разрядности или разрешения сигнала. Также для обозначения СШП часто применяется термин «шумоподавитель».
Системы шумопонижения широко используются как для обработки звукового (аудио-) сигнала, так и для видео- (фото-) сигнала. Большинство СШП делится на два типа:
Все устройства записи, как аналоговые, так и цифровые, обладают свойствами, которые делают их восприимчивыми к шуму. Шум может быть случайным и не когерентным, то есть не связанный с самим сигналом, или когерентным, вносимый устройствами записи и алгоритмами обработки.
Любые аналоговые схемы усиления и преобразования сигналов являются источниками шума. Во-первых, это тепловой шум, который вызван тепловыми процессами, влияющими на направление движения электронов. Во-вторых, это дробовой шум, причиной которого является дискретность носителей электрического заряда — электронов, ионов. Эти случайные процессы создают напряжение на выходе, которое при воспроизведении воспринимаются как шум. Наибольший вклад в собственные шумы усилительного тракта вносят первые каскады, которые усиливают слабый сигнал (единицы — доли милливольт), потому что их собственные шумы затем усиливаются следующими каскадами. Для снижения собственных шумов усилительного тракта применяются т. н. малошумящие усилители[англ.], в которых различными схемотехническими методами и применением специальных полупроводниковых приборов и пассивных компонентов достигается максимально возможное отношение сигнал/шум[1].
В случае кино-фотоплёнки и магнитной ленты шум (видимый и слышимый) вносится структурными частицами носителя. В киноплёнке зернистость определяется чувствительностью плёнки, более чувствительная плёнка имеет большую зернистость. В магнитной ленте большие гранулы магнитных частиц (обычно оксид железа) более подвержены возникновению шума. Для компенсации этого применяются бо́льшие площади плёнки (размер кадра) или магнитной ленты (ширина дорожки записи)[2].