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

Name: Riassunto Elaborazione dell'audio digitale, prof. A.Servetti
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Revisionato il 03/09/2026

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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

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, prima 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 equispaziata di campioni del segnale originale.

In questo passaggio si perde pericolosità 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 all'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 il processo A/D deve essere integrato con quello di quantizzazione -> discretizzazione delle ampiezze, rappresento i campioni su 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 più 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 irreversibile pari a e[m] = segnale quantizzato x̂[m] - x[m] _EN.

Nel caso di quantizzazione uniforme (vd dopo) l'errore massimo è Δ/2 => |e[m]| ≤ Δ/2.

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).
Prestazioni desiderate (messa come prestazione) 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'errore (cioè che non su

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