> Если у тебя уровень шума начинает превышать уровень полезного сигнала

В моём примере превышает, и это не мешает.

> шумоспецифичный фильтр

Я намеренно генерацию рандома с нормальным распределением выделил в отдельную функцию. Попробуй воткнуть туда что-нибудь другое. Единственное усложнение, с которым тебе придётся столкнуться, это вычисление среднего значения шума. То есть такого m, что если x_n рандомное число, то \sum (x_n-m)  будет сходиться по вероятности к нулю, при n стремящимся к бесконечности.

> Который в случае рандома с примесью допустим хардварной энтропии не вырисовывается.

Прекрати поклоняться ложным идолам. Рандом -- не Бог, он не всемогущ. Он подчиняется статистическим закономерностям, типа закона больших чисел.