Download Procesamiento del sonido

Síntesis del sonido I
• Oscilador
– Analógico: Voltage
Controlled Oscillator
– Digital: Tabla de onda
Síntesis del sonido II
• Envolventes
– De amplitud: ADSR (Attack Decay Sustain Release)
– De frecuencia
– Tímbrica: evolución del espectro.
Síntesis del sonido III
• Modulación
– De amplitud
– De
frecuencia
– Tímbrica
Síntesis sustractiva I
• Curva de respuesta ganancia/frecuencia
Síntesis sustractiva II
•
•
•
•
Filtro paso bajo
Filtro paso alto
Filtro paso banda
Filtro rechazo de banda
Síntesis aditiva I
• Suma de señales
– Se necesitan 15 parciales para sonido de
calidad.
– Envolventes de amplitud y frecuencia.
• Método empírico vs analítico
– FFT y resíntesis
Síntesis aditiva II
• Síntesis de ondas
complejas
• Obtención de nuevos
sonidos
• Mezcla de sonidos
sintéticos con
muestreados
Síntesis no lineal: FM
• Frecuencia portadora
(Fc)
• Frecuencia
moduladora (Fm)
• Índice de modulación
I = d / Fm (d: amplitud,
Fm: frecuencia
modulación)
• Bandas laterales
– Fj = Fc ± j · Fm
(0, I+2)
(j =
Ejemplo Síntesis FM I
• Si Fm = 50 Hz d = 50 I = 1 Portadora 400 Hz
• J variará entre 0 y 3 (I + 2 )
• Las bandas obtenidas serán
• 400-3*50 400-2*50 400-1*50 400-0*50 400+1*50 400+2*50 400+3*50
• 250
300
350
400
450
500
550
Ejemplo Síntesis FM II
Ejemplo Síntesis FM III
Síntesis: AM.
• AM (modulación de amplitud)
Síntesis: AM.
Síntesis AM utilizada para
aplicar una envolvente de
amplitud
Síntesis AM utilizada para
añadir bandas laterales
Síntesis: Modelado de onda
Otros métodos de síntesis
• Basada en síntesis de voz: formantes
• Síntesis cruzada: vocoder (voz +
instrumentos)
• Modelado físico (sistemas de ecuaciones)
Proceso de sonido I
• Cambio de frecuencia
– Transposición (multiplicación)
• Frecuencias: 50, 100, 150, 200
• Frecuencias transposición 8/5: 80, 160, 240, 320
– Desplazamiento (suma)
• Frecuencias: 50, 100, 150, 200
• Frecuencias desplazadas 30 Hz: 80, 130, 180, 230
Proceso de sonido II
• Ecualización (modifica la envolvente
espectral)
– Ecualizador paramétrico
• Frecuencia central
• Ganancia
• Ancho de banda
– Ecualizador gráfico
• Bandas
• Ajuste acústico de salas
Ecualizador gráfico
Proceso de sonido III
• Tiempo de retardo y realimentación
Proceso de sonido IV
• Retardo corto (<50 ms)
– Filtro peine (eco rápido)
• Retardo largo
– Eco
• Chorus:
– Desplazamiento de fase
y suma de distintos
retardos cortos de la
misma señal.
Proceso de sonido V:
Reverberación
• Sonido directo y reflejado
– Tiempo de reverberación
• Grandes recintos: 2-10 segundos
• Habitación: <1 segundo
– Reverberación digital
• Línea de retardo y reverberador
– Imprescindible en sonido profesional
Reverberación
Cálculo del tiempo de reverberación:
RT = 0.16 * V / A
V = volumen de la habitación en m3
A = coeficiente de absorción
Coeficientes de absorción
Ejemplos tiempos de reverberación
• Vienna, Musikvereinsaal : 2.05 segundos
• Boston, Symphony Hall: 1.8 segundos
• New York, Carnegie Hall: 1.7 segundos
Proceso de sonido V: Localización
espacial
• Percepción por
– Diferencia de intensidad (para frecuencias < 1
KHz
– Desfase (250 Hz < f < 1 KHz) Retardo
– Deslocalizado para f< 250 Hz
– Cambio de espectro: posición vertical
– Reverberación: profundidad
– Efecto doppler: movimiento
• Agudo 
• Grave 
Proceso de sonido VI: Localización
espacial
Interaural Time Difference (ITD) y
Interaural Level Difference (ILD)
Proceso de sonido VII:
Localización espacial
Efecto doppler
• http://library.thinkquest.org/19537/java/Do
ppler.html
Proceso de sonido VIII:
Localización espacial
• Con altavoces se pierde desfase
– Estéreo
– Cuadrafónico
– Dolby surround (5.1, 6.1, 7.1)
– THX (Lucas Film)
Proceso de sonido IX: Rango
dinámico
Grabación I
• Micrófonos
– Son transductores de energía mecánica en energía
eléctrica.
– Tipos
• Dinámicos: las ondas mueven un diafragma unido a una
bobina próxima a un campo magnético.
• De cinta: cinta delgada de metal suspendida en un campo
magnético.
• De condensador: dos placas paralelas y una se desplaza
con respecto a la otra.
– Curva de respuesta, sensibilidad y diagrama polar.
Micrófonos
Grabación II
• Amplificadores y altavoces
– Estéreo
– Cuadrafónico
– Dolby surround (5.1, 6.1, 7.1)
– THX
Grabación III
• Magnetófonos
analógicos
– Cinta: pista, ecos,
soplo (relación s/r 60
dB) y diafonía.
– Elementos:
cabestrante, cabezas,
transporte,
sincronización,
VUmetros, reductores
de ruido.
– Multipistas
– Edición y proceso
(corte y empalme)
Grabación digital I
• Ventajas:
– Sin pérdida en copia (6 dB en analógica)
– Sin problemas por transporte mecánico
• Inconvenientes:
– Distorsión por amplitud excesiva
• Magnetófonos digitales:
Grabación digital II
• DAT (Digital Audio Tape)
– Suministra el ancho de banda necesario para
grabación PCM.
– Soporta tres frecuencias de muestreo: 32,
44.1 y 48 KHz. Algunos modelos llegan a los
96 KHz.
– También maneja un amplio rango dinámico,
una baja distorsión y una relación señal/ruido
alta.
Grabación digital III
• Ordenador y disco duro:
– Interfaz tipo multipista
– 1 minuto = 10 Mb
– Fácil sincronización
– Flexibilidad: número de pistas
– Soporte de backup
Edición digital
• Corte/empalme preciso
• Edición no destructiva
• Proceso de sonido:
– Mezcla
– Transposición
– Compresión/expansión temporal
MIDI I
• Musical Instruments Digital Interface
• Estándar MMA
• Capacidad multitímbrica: 16 canales. Se refiere
a la capacidad de generar sonidos con mas de
un timbre al mismo tiempo.
• Polifonía mínima: 24 notas. Se refiere a musica
en la que las diferentes voces tocan diferentes
líneas melódicas.
• Mensajes: de canal y sistema
– Byte de estado: que
– Byte de datos (0, 1, 2): como
MIDI II
• Ventajas
– Menor espacio: 12 Kb/min
– Fácil de editar
– Estándar
• Desventajas
– Necesita sintetizador
– No maneja la voz
MIDI III: mensajes de canal
• 16 canales de sintonización
• Byte de estado 1nnn cccc (c: canal)
• Ejemplos de mensajes de voz (Controlan
la interpretación):
– Note on/off
– Pressure y aftertouch
– Pitch bend: variación continua de altura
– ....
MIDI III: mensajes de canal
• ejemplos mensajes
de modo (controlan
modo de operación):
– All notes off
– Omni on/off
– Poly on/off
Mensajes MIDI
Nombre
Binario
Hexadec
Data 1
Data 2
Note Off
Note On
Poly After
Control Ch
1000nnnn
1001nnnn
1010nnnn
1011nnnn
8N
9N
AN
BN
Altura
Altura
Altura
Tipo ctrol
Velocidad
Velocidad
Presión
Intensidad
Chan After 1100nnnn
PitchBend 1101nnnn
Pro Chan 1110nnnn
CN
DN
EN
Presión
MSByte
Programa
LSByte
Sys Chan
FX
1111nnnn