Analiza Semnalelor Audio

Proiect
7/10 (1 vot)
Domeniu: Electronică
Conține 1 fișier: doc
Pagini : 19 în total
Cuvinte : 3481
Mărime: 410.67KB (arhivat)
Cost: 6 puncte
Profesor îndrumător / Prezentat Profesorului: Cornelia Gordan

Cuprins

1. Introducere 2

1.1 Semnalul audio 2

1.2 Reprezentările timp-frecvenţă 6

2. Metode de procesare a semnalelor audio muzicale 8

2.1 Descompunere semnalelor în octave 8

2.2 Distribuţii timp-frecvenţă adaptive 11

2.3 Descompunerea semnalelor prin transformare adaptivă non-ortogonală 12

3. Distribuţii ale semnalelor audio 13

3.1 Semnalul impuls 13

3.2 Semnalul Chirp 14

4. Analiza instrumentelor muzicale 14

4.1 Analiza pianului 15

4.2 Chitara electrică 17

5. Concluzii 18

Bibliografie 19

Extras din document

1. Introducere

1.1 Semnalul audio

Semnalul audio este un semnal aperiodic, nestaţionar având spectrul cupris în banda 20Hz – 20kHz. Acest semnal poate fi electric sau acustic. Calificativul “audio” provine de la faptul că sistemul auditiv uman percepe sunete cu frecvenţa cuprinsă în acestă bandă, bineînţeles nu tot spectrul audio este sesizabil, percepţia fiind diferită de la individ la individ şi variind odată cu înaintarea în vârstă. Procesarea semnalului audio apare în domenii ca studiul muzicii, psihoacustică, detecţia defectării unui utilaj. Alte domenii sunt ecografia şi sonarul care deşi utilizează ultrasunete se pot aplica aceleaşi principii de analiză.

În domeniul muzicii sunt analizate instrumentele muzicale, sunt standardizate notele muzicale şi se urmăreşte modul de compunere a notelor pentru a forma un ritm muzical. Psihoacustica este un domeniu care analizează muzica şi sunetele din punct de vedere al percepţiei umane cu aplicabilitate în formarea unor terapii bazate pe sunete.

Ecografia are ca scop expertiza medicală a unor ţesuturi prin emiterea unui semnal acustic în ţesut şi urmărirea refexiilor. În cazul ecografiei se utilizează mai frecvent ultrasunete, semnale ce dapăşesc spectrul audio limitat la 20KHz, dar aplicaţiile sunt valabile şi în acest domeniu. La fel şi în cazul sonarului care este folosit pentru scanarea şi detecţia subacvatică, undele sonore fiind preferabile în cazul mediului marin şi oceanic format din apă sărată.

Principalele probleme ce apar în domeniul procesării semnalelor audio sunt:

- zgomotul suprapus peste semnalul util atât în mediul de propagare acustic cât şi pe calea de înregistrare şi prelucrare electronică;

- reverberaţia cauzată de reflexia semnalului sonor pe diferite suprafeţe care cauzează ecouri ce sunt înregistrate împreună cu semnalul util;

- reverberaţia cauzată de instrumentele electronice de înregistrare cum ar fi microfonul, amplificatorul, sintetizatorul.

Datorită complexităţi semnalului audio efectele perturbatoare enumerete mai sus nu pot fi eliminate printr-o banală filtrare deoarece un filtru ar scoate din semnal şi componete spectrale utile.

În figura 1 se prezintă o secvenţă dintr-un semnal audio:

Figura 1. Secvenţă dintr-un semnal audio

Principala problemă în analiza semnalelor nestaţionare o reprezintă faptul că metodele uzuale de analiză, ca transformata Fourier, nu oferă indicii despre localizarea unei anumite componente spectrale în timp[1]. Astfel spre exemplu dacă avem o porţiune dintr-o melodie care este analizată utilizând algoritmul transformatei Fourier rapide (FFT), şi în această melodie aprare de exemplu nota LA, acestă notă va fi reprezentată în spectru, dar la reconstrucţia semnalului, utilizând transformata inversă (IFFT), nota nu va pute fi plasată la momentul de timp original ceea ce intră în contradicţie cu idea de melodie[1]. Aşadar idea utilizării transformatei Fourier nu este adecvată în cazul semnalelor nestaţionare cum este cel al unei melodii. În figura 2 se prezintă oscilograma a două semnale sinusoidale însumate unul de frecvenţă 80Hz şi celălalt de frecvenţă 200Hz. Spectrul sumei semnalelor indică prezenţa celor două componente spectrale de 80Hz respectiv 200Hz după cum se vede în figura 3. Dacă construim un al doilea caz în care semnalul de 200Hz să apară întârziat avem următoarea situaţie: în oscilograma prezentată în figura 4 se observă apariţia semnalului de 200Hz mai târziu, dar în spectrul prezentat în figura 5, el este poziţionat la fel chiar dacă amplitudinea este mai mică deoarece spectrul este o reprezentare a energiei semnalului.

După cum se vede în figurile 3 şi 5 analiza bazată pe transformata Fourier nu oferă indicii temporale care ar fi utile în anumite aplicaţii. De aceea s-au introdus transformatele tinp-frecvenţă.

Figura 2. Suma a două sinusoide de 80Hz şi 200Hz pe un interval de 0.25s

Figura 3. Spectrul celor două semnale însumate. Se observă apariţia celor

două componente spectrale la 80Hz şi 200Hz

Figura 4. Se prezintă suma a două sinusoide, de acestă dată cea de-a doua sinusoidă este întârziată

Figura 5. Spectrul semnalelor însumate pentru cel de-al doilea caz

1.2 Reprezentările timp-frecvenţă

Reprezentările timp-frecveţă au fost introduse din nevoia de a analiza semnalele nestaţionare care sunt preponderente în multe domenii tehnice. Apare şi idea de analiză a semnalelor cu ajutorul unui banc de filtre. O reprezentare timp-frecvenţă trebuie să indice componentele spectrale ale unui semnal, amplitudinea componentelor respective şi momentele de timp la care apar, respectiv dispar anumite componente[1]. În figura următoare se prezintă reprezentarea timp-frecvenţă, utilizând reprezentarea de tip transformată Fourier scurtă, a semnalelor prezentate în subcapitolul anterior cazul semnalelor însumate fără întârziere:

Preview document

Analiza Semnalelor Audio - Pagina 1
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 2
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 3
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 4
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 5
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 6
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 7
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 8
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 9
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 10
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 11
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 12
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 13
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 14
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 15
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 16
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 17
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 18
Analiza Semnalelor Audio - Pagina 19

Conținut arhivă zip

  • Analiza Semnalelor Audio.doc

Alții au mai descărcat și

Detectia daca se Vorbeste, din Sunet

Introducere în temă Lucrarea de faţă îşi propune să analizeze semnalele vocale, să filtreze şi să detecteze aceste semnale astfel încât la final...

Ohmmetru Digital

1 Scopul proiectului: Să se elaboreze un program pentru microcontrolerul Atmega16 (pe baza lui e confecţionat dispozitivul), pentru un ohmmetru...

Reprezentarea Timp - Frecventa de Tipul Wigner-Ville

Considerând semnalul de energie finită x(t), i se asociază nucleul: Transformarea Fourier a acestei funcţii, în raport cu variabila τ, poartă...

Monitorul

O clasificare sumara a monitoarelor ar putea fi dupa unul din criteriile : a) dupa culorile de afisare -monitoare monocrome (afiseaza doar doua...

Transformări ale Imaginilor

1. Transformări ale imaginilor. Grafica pe calculator este un domeniu modern cu multiple aplicaţii practice în diverse domenii de activitate...

Metode Reprezentare a Miscarii

1. Aspecte generale ale compresiei semnalelor video Compresia video poate fi vazuta ca o compresie de imagini, specifica fiecarui cadru, cu o...

Te-ar putea interesa și

Procesarea Semnalelor Vorbirii

Recunoasterea vorbirii si identificarea vocala devin din ce în ce mai mult tehnologii populare în societatea de astazi. Pe lânga faptul ca are un...

Sistem de Acces pentru Personal Autorizat intr-un Perimetru Protejat

INTRODUCERE Nevoia de pază şi acces securizat într-un perimetru important din diferite puncte de vedere a fost din totdeauna o provocare pentru...

Minidispozitiv de monitorizare a unei locuințe inteligente

Introducere În zilele noastre, dezvoltarea activă a științei și tehnologiei, dispozitivele electronice penetrează din ce în ce mai mult viețile...

Principiile Steganografiei Digitale si Aplicarea lor Utilizand Fisiere Grafice

Introducere Cuvîntul Steganografie vine din limba greacă unde steganos înseamnă ascuns şi graph scris. Am putea spune că steganografia este...

Sotware pentru Achiziția Semnalului Vocal Provenit din Plânsul nou-născuților

Capitolul 1. Introducere 1.1 Contextul actual Domeniul medical a reprezentat dintotdeauna o ramură de foarte mare interes prin simplul fapt că...

Proiectarea Amplificatorului Acordat cu Filtru LC de Frecvențe Înalte

Capitolul I.NOŢIUNI DE BAZĂ DESPRE RECEPTOARELE RADIO Receptoarele radio sunt formate dintr-un un ansamblu de circuite electronice destinate...

Filtrarea semnalul audio folosind codul MATLAB

1. Introducere in Matlab În tehnica electronică actuală, în care o mare parte a semnalelor este transferată în domeniul numeric (digital),...

Procesarea Imaginilor

1. Introducere 1.1 Atributele coderului audio Coderele audio sunt evaluate pe baza anumitor atribute : -calitatea reproductiei audio,...

Ai nevoie de altceva?