PROCESAMIENTO DIGITAL DE AUDIO

8/7/2019 PROCESAMIENTO DIGITAL DE AUDIO

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Victor Alberto Perez Jimenez

Universidad Autnoma del Estado de Hidalgo

Ingeniera en Electrnica y Telecomunicaciones


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Conocemos como sonido a aquel

fenmeno fsico que estimula el

sentido del odo. El sonido es una

onda mecnica longitudinal que

se transmite a travs de la

vibracin del medio en la misma

direccin que la propagacin de

las ondas. Las frecuencias en que

se encuentra el rango auditivoest comprendida en el intervalo

de 20Hz a 20KHz.


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En un sistema analgico lainformacin sonora est

contenida en las infinitas

variaciones de algn

parmetro continuo, tal como

la tensin.

En un sistema de audio digital,

la seal es discreta en funcin

del tiempo y en funcin de la

amplitud.


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La digitalizacin de sonido real, tambin llamado muestreo

(sampling), se realiza mediante los denominados ADC, oConversores de Analgico a Digital, circuitos que, a una

determinada frecuencia, toman "fotografas" del sonido, que

convierten en nmeros que despus son almacenados en el

ordenador


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Pero al hablar de Audio digital no hay que olvidar que no sirve

de nada tener el sonido digitalizado en el ordenador si no

podemos escucharlo. Para ello, necesitamos hacer el proceso

inverso al del muestreo: la conversin de digital a analgica,

encargada a los circuitos DAC.


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La Frecuencia de muestreo (o

sampling) se refiere al nmero

de veces en que se divide lamuestra sonora por segundo.

Cuanto mayor sea esta

frecuencia, ms parecido ser el

resultado obtenido al sonido

original.

El nivel de muestreo (o

cuantificacin del sonido)

asigna a cada una de las

muestras anteriormente tomadasun nivel de sonido mediante

cifras de 1 y 0.


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Formato sin comprimir

CDA(Compact Disc Audio)

es el formato nativo de los

discos compactos, con

frecuencias de

muestreo de 44.1 Khz, 16

bits de cuantificacin y en

dos canales. Es claro que

ocupa mucho espacio, por

lo que un disco compactopromedio tiene capacidad

de 74 minutos.


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Formato sin comprimir

WAV: Creado por Microsoft en 1987, viene de Wave, que

significa onda: sntesis de ondas de sonido real. Es el formatode audio de ms calidad y el ms universal. Se ha convertido en

el formato estndar de la industria discogrficas.

AIFF(Audio Interchange Format File). Popular en sistemas Apple.Soporta hasta 44.1 Khz y 32 bits de cuantificacin.


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Formatos de compresin con prdidas

Se basan en codificacin perceptual para eliminar componentesde energa que tericamente no se escuchan.

MP3 (MPEG audio layer3):Es el ms conocido de todos . Fue

creado por Thomson Multimedia y el Instituto Fraunhofer deAlemania en 1996. Ocultan determinados sonidos que

presumiblemente no son perceptibles por el odo humano. Su

algoritmo de compresin tiene ratios de 10:1 y 12:1 segn el

bitrate que se elija, siendo 128, 160 y 192 Kbps. los ms

habituales. El reducido tamao y su aceptable calidad hanfavorecido su expansin como sistema de transmisin de msica.


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RA o RM(Real Audio). Creado por Real Networks. A pesar de

tener una muy buena compresin y descompresin, generalmentesu calidad no es adecuada para aplicaciones profesionales, pero

es muy usado en la distribucin de seales de audio a travs de

Internet en tiempo real o en vivo, esto es, en modo de streaming.

WMA o MSAudio (Windows Media Audio). Creado por

Microsoft para competir con el MP3

AAC: (Advanced Audio Coding) es un formato exclusivo de Apple

y funciona solo con reproductores iPod.


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OGG Vorbis. Es un formato que utiliza tecnologas similares a MP3

y AAC, pero con una diferencia importante: es completamente

gratis, libre de patentes y se ha desarrollado bajo el modelo decdigo abierto. Logra la misma calidad de AAC y WMA (incluso

en sonido envolvente) y es superior a MP3. Fue desarrollado con

el fin de reducir los costos de la msica legal y de los

reproductores de msica.


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Los lmites de audicin.

Nuestro odo solo trabaja con

frecuencias que van entre los 20 Hz y los 20 Khz

aproximadamente, con lo que las frecuencias restantes

son descartables.


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Es aquel que se produce cuando dos

seales de frecuencia similar se superponen. Entonces solo

podemos percibir aquella que posee ms volumen y, por lo tanto,

la de volumen menor es susceptible de ser eliminada


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La mayora de los sistemas de alta fidelidad utilizan un "boomer"

(que reproduce los graves). Sin embargo, nos parece que el audio

no proviene del boomer sino de los otros altavoces. Por debajo de

una determinada frecuencia, el odo humano no puede distinguir

de dnde provienen los sonidos. El formato mp3 puede,

opcionalmente, tomar ventaja de este fenmeno utilizando el

mtodo joint stereo. Esto significa que ciertas frecuencias se

graban en mono, pero incluyen datos adicionales para que

suenen como una configuracin de varios altavoces.


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Con la compresin MP3, un minuto de un CD de audio (a una

frecuencia de 44,1 kHz, 16 bits, estreo) ocupa slo 1 MB.

Una cancin ocupa de media 3 o 4 MB, esto permite su descarga

en internet.

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