Integració digital de continguts - PAC1

Definiu els següents conceptes i expliqueu per a què són utilitzats:

dB: És una unitat de mesura relativa emprada en diversos camps, entre ells l’acústica. Aquesta unitat de mesura, no és una unitat absoluta sinó una unitat que relaciona el valor que s’estudia amb una valor de referència. En el camp de l’acústica fa referència bàsicament a la potencia e intensitat d’una font sonora.

Espectre: És l’anàlisi de la distribució de les freqüències i la seva distribució en amplitud. Es representa en un gràfic on l’eix horitzontal son les freqüències (Hz) i l’eix vertical de les amplituds (dB).

Espectograma: És l’anàlisi de freqüències en la representació temporal. O sigui és l’anàlisi d’espectre en 3 dimensions (freqüència, amplitud i temps) on aquest ens mostra com canvien les freqüències d’una senyal sonora al llarg dels temps.

To: És la propietat que caracteritza el so com a més agut o més greu en funció de la seva freqüència. En notació musical també es fa servir per anomenar freqüències concretes per un nom. Per exemple: to de A: 440Hz

Freqüència de mostreig: És el nombre total de mostres que agafem per segon d’un senyal continu per a convertir-la en discreta (digital). Està expressada en Hz o els seus múltiples. El concepte freqüència de mostreig està directament relacionat amb el Teorema de Nyquist, que diu que per reproduir un senyal amb exactitud és necessari que la freqüència de mostreig sigui més del doble que la màxima freqüència a mostrejar.

Ample de banda: L’ample de banda és la diferència entre la freqüència màxima i mínima en els que estem treballant. S’expressa en Hz. Per exemple en una mostra que va de 10Hz a 10KHz el seu ample de banda és: 9990Hz.

Aliasing: És el fenomen que apareix quan mostregem un senyal analògic sense complir el Teorema de Nyquist. O sigui mostrejar a una freqüència de mostreig que sigui menys del doble del seu ample de banda. Si això passa poden sorgir freqüències en la font mostrejada no presents en la mostra original.

Mostreig: És una part del procés de digitalització de senyals sonores analògiques per a transformarles en digitals. Consisteix a agafar mostres a intervals regulars per a posteriorment quantificar-les (o sigui passar-les a binari).

Quantificació: És la segona part del procés de digitalització d’un senyal analògic. Un cop hem obtingut la serie de mostres a intervals regulars (mostreig) tenim que assignar cadascuna d’aquestes mostres a valors numèrics (quantificació) perquè puguin ser tractades per un ordinador.

Relació senyal-soroll: SNR (Signal to noise). És la relació entre la potencia d’un senyal que és transmet i la potencia de soroll. O sigui és el marge que hi ha entre la potencia d’un senyal “net” i la potencia de soroll (per exemple soroll per una deficient quantificació). S’expresa normalment en dB (decibels).

Filtratge: És el procés pel qual podem discriminar quines freqüències deixarem passar o no d’una mostra sonora, o per dir-ho més correctament quines freqüències atenuarem (ja que eliminar freqüències totalment a la pràctica no és possible).

Equalització: És una manera concreta de “filtratge”, on atenuem o realcem determinades bandes de freqüències.

Dibuixeu un diagrama amb tots els elements que intervenen en el procés de conversió d’una senyal d’audio analògica a un fitxer digital.

 

 

A partir de l’esquema de la pregunta anterior, anomeneu els factors a tindre en compte en cada un dels passos que heu anomenat.

En el mostreig com a norma principal cal tenir en compte de complir el Teorema de Nyquist de mostrejar a una freqüència de mostreig més de doble de l’ample de banda de la mostra i aplicar filtre antialiasing.

La quantificació és l’assignació de les mostres (mostreig) a valors numèrics interpretables pels ordinadors (normalment binari). Cadascun d’aquests valors mostrejats, serà assignat a un determinat nombre de bits. Quants més bits assignem més nivells o tons tindrà el so i per tan més semblant al to original (hem de tindre en compte que un so analògic té un nombre infinit de nivells). Si digitalitzem un so a 8 bits tindrà 256 nivells possibles, si ho fem a 16 bits 65536 nivells i així successivament augmentant o disminuint seguit la formula 2n, on n és el nombre de bits. (com més bits de quantificació mes qualitat de so i també una mida d’arxius més gran. Per tant hem de trobar un bon equilibri entre qualitat i mida d’arxiu depenent a on vagi dirigit). Com hem dit en el procés de quantificació hauríem de tindre en compte a quina aplicació va dirigit: CD, telefonia, transmissió per internet, radio (no té molt sentit quantificar a una gran qualitat si després no el podem reproduir en temps real, per internet per exemple, en una font sonora que vagi destinada a aquesta utilitat). Un altre aspecte que hauríem de tindre en compte és la dinàmica de la font sonora a digitalitzar (si la font sonora té un contrast molt gran entre passatges pianissimo i passatges fortissimo) hauríem de quantificar a una gran quantitat de bits per a poder captar correctament aquests contrastos.

Expliqueu què són i per a què serveixen els filtres de shelving. Hi ha alguna alternativa per obtindre els mateixos resultats?

És un tipus de filtre com els passabaix o els passaalt, amb la diferència que aquestos (els filtres shelving) la seva raó no és tallar del tot les freqüències (deixar passar certs rangs de freqüències per alt o per baix) sinó atenuar la sortida a partir de la banda de tall, aplicant diferents guanys a la sortida. Un filtre shelving es pot considerar com el producte entre un filtre passaalt i un passabaix en paral·lel, amb la mateixa freqüència de tall i amb diferents guanys. Entre les utilitats dels filtres shelving poden mencionar el control de to (atenuant les freqüències més altes del to fonamental o a l’inrevés). També per a suavitzar els atacs al parlar molt a prop d’un micròfon o el soroll de fons produït per interferències elèctriques. L’alternativa per a obtenir els mateixos resultats seria equalitzar, atenuant o realçant totes les freqüències a partir de la freqüència de tall.

Característiques principals dels equalitzadors paramètrics. Comenteu les diferències que tenen respecte els equalitzadors gràfics.

Els equalitzadors paramètrics es poden considerar com un tipus de filtre avançat (més concretament vindrien a ser com un tipus de filtre pas de banda). Aquests equalitzadors paramètrics basicament tenen 3 controls bàsics: freqüència central, guany i ample de banda. La freqüència central és el parametre sobre el qual controlem i aplicarem el filtre sobre una determinada freqüència. El guany és la resposta en realçament o atenuació sobre la la freqüència central (si el guany és positiu es produiex un gràfic en campana, si és negatiu en campana invertida i si el guany és nul, o sigui guany 0 el filtre no tindra cap efecte). L’amplada de banda, també denominat factor de qualitat és la precissió en que actuarà el filtre respecte la freqüència central (com més alt sigui aquest valor més precissió tindrà el filtre respecte la freqüència central).

Una de les principals diferències entre els equalitzadors paramètrics i els gràfics, és que els primers tan sols actuen sobre la freqüència i els gràfics de per si son multibanda. Tot hi això també existeixen equalitzadors paramètrics multibanda que poden actuar sobre diverses freqüències alhora. La principal diferència de totes maneres és la facilitat d’us dels uns i dels altres, on els equalitzadors gràfics són molt més intuïtius alhora d’utilitzar-los. També cal tindre en compte la precisió dels uns i dels altres. Els equalitzadors paramètrics de per si són més precisos que els gràfics ja que ens permeten aplicar el filtre en freqüències molt concretes amb un ample de banda molt petit, tot i que hi ha equalitzadors gràfics professionals de múltiple bandes d’equalització.