Riassunto Elaborazione dell'audio digitale, prof. A.Servetti

Name: Riassunto Elaborazione dell'audio digitale, prof. A.Servetti
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Revisionato il 17/05/2026

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Riassunto per l'esame di Elaborazione dell'audio digitale, basato su appunti personali e studio autonomo delle slide fornite dal docente A. Servetti, che ha sostenuto il corso con il supporto …

Esame Elaborazione dell'audio digitale

Facoltà Ingegneria dell'informazione iii

Dal corso del Prof. Servetti Antonio

Università Politecnico di Torino

A.A. 2016-2017

73 pagine

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Estratto del documento

- DE MARTIN -

SEGNALI ➔ qualcosa che trasporta INFORMAZIONE attraverso le sue variazioni spaziotemporali, può essere Trasmesso, immagazzinato o Trasmesso.

SUONO ➔ variazione di pressione dell'aria oggettivamente rilevabile

AUDIO ➔ variazione di pressione percepibile dal nostro orecchio, all'interno di un intervallo di intensità e frequenza (20Hz - 20kHz) *

Per quanto riguarda il limite superiore si deve tenere conto di:

VARIABILITÀ INDIVIDUALE
PERDITA DI ALTE FREQUENZE CON L'ETÀ

* - INTENSITÀ ➔ SPL in dB (0 ÷ 140) ➔ Sound Pressure Level

* - FREQUENZA ➔ 20 - 20.000Hz, 10 ottave (10 raddoppiamenti di frequenza)

** ➔ b ➔ riferimento, primo Intensità udibile di una sinusoidale a 1kHz ➔ SPL = 10 log (I/I₀)

In analogico il segnale audio sarà trasmesso secondo precise catene.

SEGNALE

Qualcosa che trasporta informazione attraverso le sue variazioni spazio-temporali, può essere trasformato, immagazzinato o trasmesso.

SUONO

Variazione di pressione dell'aria oggettivamente rilevabile.

AUDIO

Variazione di pressione percepibile dal nostro orecchio, all'interno di un intervallo di intensità e frequenza (20Hz-20kHz).

Per quanto riguarda il limite superiore si deve tenere conto di:

Variabilità individuale
Perdita di alte frequenze con l'età

* Intensità = SPL in dB (0÷140) → Sound Pressure Level

* Frequenza 20-20.000Hz, 10 ottave (10 raddoppiamenti di frequenza)

** b = Riferimento, prima intensità udibile di una sinusoide a 1kHz → SPL = 20 log(1/I_o)

In analogico il segnale audio sarà trasmesso secondo precise catene:

Con l'avvento del computer si possono alla catena digitale

DSP - Digital Signal Processing (Elaborazione Numerica dei Segnali)

- Fare operazioni analogiche in digitale

Digitale è più resistente al rumore
Analogico è più facile da elaborare se campionato e quantizzato
La conversione A/D serve per passare dal dominio a tempo continuo a quello a tempo discreto - Campionamento

y = x(t) ∈ ℝ ⇒ x[cm] → sequenza equispatata di campioni del segnale originale

In questo passaggio si perde pericolos del segnale → più è fitta la serie di campioni meno perdiamo

Teoria del Campionamento di Shannon

Ci dà le condizioni per passare da un dominio dell'altro senza perdere informazioni:

F_c > 2F_o. (F_o banda)
F_o strettamente limitata → La maggior parte dei segnali reali hanno banda limitata, un'approssimazione è l'eliminazione delle parti ad alte frequenze
Interpolare con filtro passa-basso ideale (→ convoluzione con sinc e step tra campioni (no ideal → sinc →)). Affossa un segnale reale con frequenza di taglio pari a F_o. Anche passa-basso reale esigenza perché la pendiana non può essere infinita → filtro passa-basso reale

I campioni sono ancora numeri reali, per questo illecce A/D deve essere integrato con quello di quantizzazione -> discrettizzazione delle ampiezze, rappresento i campioni so N bit -> 2^N punti, ottengo una sequenza digitale

dinamica (o fondo scala) X_m -> zona operativa, intervalli di valori che ogni campione può assumere, sulla scala reale.

Dati N bit:

X_M viene suddiviso in 2^N-1 intervalli 3 elementi.
Gradini o step. Ogni campione viene mappato su uno dei 2^N valori, in particolare il piu vicino

In uscita si ha una gradinata: più valori (livelli) si hanno più piccoli sono i gradini e più si è fedeli alla curva originale.

Il processo di quantizzazione introduce un errore irriversibile pari a

e[m] = ^{segnale quantizzato} x̂[m] - x[m] _EN

Nel caso di quantitazione uniforme (vd dopo) e'l'errore massimo e' Δ/2 => |e[m]| ≤ ^ΔΔ

progetto di un quantizzatore

numero di bit N per campione Il numero N di bit dipende da :
ampiezza della zona operativa X_m -> il numero di livello cresce con l’ampiezza di X_m (le partite di qualità)
prestazione desiderate (messa come prestizione) legate all’errore di quantizzazione e[m] -> il numero di livello cresce con la precisione (le partite di X_m)

Esempi: CD audio N=16; voce telefonica N=12

Quando parliamo di prestazione e ponti di qualità, normalmente esprimiamo prod. in Termini di SNR -> S:N rapporto segnale/rumore Questo perché non ci interessiamo solo

le funzioni da dare sull'enore (cioe' che non su

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