martes, 22 de octubre de 2013

investigacion sobre señales y codoficacion del sonido


señales y codificacion del sonido
*¿que es una señal analógica? : Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc.
En la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas, así la luz, el sonido, la energía etc, son señales que tienen una variación continua. Incluso la descomposición de la luz en el arco iris vemos como se realiza de una forma suave y continúa.
Una onda senoidal es una señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo.
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*¿que es una señal digital?: La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada (véase circuito de conmutación). Esto no significa que la señal físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente.
Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés). Por abstracción, dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la aplicación de la lógica y la aritmética binaria. Si el nivel alto se representa por 1 y el bajo por 0, se habla de lógica positiva y en caso contrario de lógica negativa.
Basándose en el análisis de Fourier, una señal digital es una señal analógica compuesta. El ancho de banda es infinito, como se podría intuir. Se puede llegar a este concepto si se estudia una señal digital. Una señal digital, en el dominio del tiempo, incluye segmentos horizontales y verticales conectados. Una línea vertical en el dominio de tiempo significa una frecuencia infinita. Mientras que el tramo horizontal representa una frecuencia cero. Ir de una frecuencia cero a una frecuencia infinito (y viceversa) implica que todas las frecuencias en medio son parte del dominio.
El análisis de Fourier se puede usar para descomponer una señal. Si la señal digital es periódica, lo que es raro en comunicaciones, la señal descompuesta tiene una representación en el dominio de frecuencia con un ancho de banda infinito y frecuencias discretas. Si la señal digital es aperiódica, la señal descompuesta todavía tiene un ancho de banda infinito, pero las frecuencias son continuas.
Basándose en el análisis de Fourier, una señal digital es una señal analógica compuesta. El ancho de banda es infinito, como se podría intuir. Se puede llegar a este concepto si se estudia una señal digital. Una señal digital, en el dominio del tiempo, incluye segmentos horizontales y verticales conectados. Una línea vertical en el dominio de tiempo significa una frecuencia infinita. Mientras que el tramo horizontal representa una frecuencia cero. Ir de una frecuencia cero a una frecuencia infinito (y viceversa) implica que todas las frecuencias en medio son parte del dominio.
El análisis de Fourier se puede usar para descomponer una señal. Si la señal digital es periódica, lo que es raro en comunicaciones, la señal descompuesta tiene una representación en el dominio de frecuencia con un ancho de banda infinito y frecuencias discretas. Si la señal digital es aperiódica, la señal descompuesta todavía tiene un ancho de banda infinito, pero las frecuencias son continuas.
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Similitudes:
 Basándose en el análisis de Fourier, una señal digital es una señal analógica compuesta. El ancho de banda es infinito, como se podría intuir. Se puede llegar a este concepto si se estudia una señal digital. Una señal digital, en el dominio del tiempo, incluye segmentos horizontales y verticales conectados. Una línea vertical en el dominio de tiempo significa una frecuencia infinita. Mientras que el tramo horizontal representa una frecuencia cero. Ir de una frecuencia cero a una frecuencia infinito (y viceversa) implica que todas las frecuencias en medio son parte del dominio.
El análisis de Fourier se puede usar para descomponer una señal. Si la señal digital es periódica, lo que es raro en comunicaciones, la señal descompuesta tiene una representación en el dominio de frecuencia con un ancho de banda infinito y frecuencias discretas. Si la señal digital es aperiódica, la señal descompuesta todavía tiene un ancho de banda infinito, pero las frecuencias son continuas.

Diferencias : En un sistema analógico, las ondas de sonido son capturadas por un micrófono y convertidas en una tensión "análoga" a esas ondas. Es decir, la señal obtenida varía de la misma forma que lo hace el volumen o la altura del sonido que la origina. Esta señal analógica puede almacenarse en un cassette de audio, que es un soporte magnético.

En cambio, un sistema digital codifica la onda sonora en un sistema binario de tensión: "pasa" o "no pasa" corriente. Este es  el único lenguaje que entienden las computadoras, representado por unos y ceros. El código binario puede almacenarse en diversos soportes, aunque el disco compacto es uno de los formatos más populares.
Como en todas los ámbitos, existen personas que se inclinan a favor de uno u otro sistema, aunque es notorio el avance de la tecnología digital en todas las áreas, relegando a los fanáticos de lo analógico a la categoría denostálgicos.
Ventajas de la señal digital frente a la analógica
  • Cuando una señal digital es atenuada o experimenta perturbaciones leves, puede ser reconstruida y amplificada mediante sistemas de regeneración de señales.
  • Cuenta con sistemas de detección y corrección de errores, que se utilizan cuando la señal llega al receptor; entonces comprueban (uso de redundancia) la señal, primero para detectar algún error, y, algunos sistemas, pueden luego corregir alguno o todos los errores detectados previamente.
  • Facilidad para el procesamiento de la señal. Cualquier operación es fácilmente realizable a través de cualquier software de edición o procesamiento de señal.
  • La señal digital permite la multigeneración infinita sin pérdidas de calidad. Esta ventaja sólo es aplicable a los formatos de disco óptico; la cinta magnética digital, aunque en menor medida que la analógica (que sólo soporta como mucho 4 o 5 generaciones), también va perdiendo información con la multigeneración.
Procesos de digitalizacion de señales: - Muestreo: consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud de onda. La velocidad con que se toma esta muestra, es decir, el número de muestras por segundo, es lo que se conoce como frecuencia de muestreo.
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- Retención: las muestras tomadas han de ser retenidas (retención) por un circuito de retención (hold), el tiempo suficiente para permitir evaluar su nivel (cuantificación). Desde el punto de vista matemático este proceso no se contempla, ya que se trata de un recurso técnico debido a limitaciones prácticas, y carece, por tanto, de modelo matemático.

- Cuantificación: en este proceso se mide el nivel de voltaje de cada una de las muestras. Consiste en asignar un margen de valor de una señal analizada a un único nivel de salida. Incluso en su versión ideal, añade, como resultado, una señal indeseada a la señal de entrada: el ruido de cuantificación.
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- Codificación: consiste en traducir los valores obtenidos durante la cuantificación al código binario. Hay que tener presente que el código binario es el más utilizado, pero también existen otros tipos de códigos que también son utilizados.
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Conclusión
*Muestreo : consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud de onda
*Retención: este es un proceso en el cual se toman muestras las cuales no se pueden observar con dedicación y estudiarlas por largo tiempo ya que carese de modelo tematico
*cuantificación:   analiza el alto número de voltaje en que llegan las  muestras                
*codificación: consiste en traducir los valores obtenidos durante la cuantificación al código binario.

martes, 15 de octubre de 2013

el sonido digital


EL SONIDO DIGITAL

taller :
1)     Que son y como se producen : el sonido , el ruido, y la voz
RTA: *  El sonido digital es toda aquella señal sonora, normalmente analógica, que se reproduce, guarda y edita en términos numéricos discretos. La señal analógica se codifica a través del sistema binario.

*EL RUIDO: El ruido digital es la variación aleatoria (que no se corresponde con la realidad) del brillo o el color en las imágenes digitales producido por el dispositivo de entrada (la cámara digital en este caso).
Está universalmente aceptado que, así como, en la imagen analógica el grano era aceptable e incluso estético, en la fotografía digital el ruido es antiestético e indeseable.
Salvando las distancias los dos conceptos son similares: el grano aparece cuando los puntos que forman la imagen (granos de material fotosensible adquieren tanto tamaño que son apreciables a simple vista. Las variables que influyen en la aparición de grano son la marca de la película, la sensibilidad (a más sensibilidad más grano) y el proceso de revelado. Evidentemente la cantidad de ampliación de la copia también aumenta el tamaño del grano. Por otro lado el ruido digital es ese efecto “indeseable” consiste en la aparición aleatoria de señales ajenas a la imagen original, especialmente apreciable en las zonas de sombra de la imagen.
*LA VOZ:  humana consiste en un sonido emitido por un ser humano usando las cuerdas vocales. Para hablar, cantar, reír, llorar, gritar, etc. La voz humana es específicamente la parte de la producción de sonido humano en la que las cuerdas vocales son la fuente primaria de sonido. Hablando de forma general, la voz se puede dividir en: pulmones, cuerdas vocales y 'articuladores'. Los pulmones deben producir un flujo de aire adecuado para que las cuerdas vocales vibren (el aire es el combustible de la voz). Las cuerdas vocales son los vibradores, unidades neuromusculares que realizan un 'ajuste fino' de tono y timbre. Los articuladores (tracto vocal) consisten enlengua, paladar, cuerdas vocales, labios, etc. Articulan y filtran el sonido.
Las cuerdas vocales, en combinación con los articulares, son capaces de producir grandes rangos de sonidos. El tono de la voz se puede modular para sugerir emociones tales como ira, sorpresa, o felicidad. Loscantantes usan la voz (música) humana como un instrumento para crear música.
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2)    Por que se dice que no toda vibracion del aire puede considerarse sonido?
RTA:  Pese a que el sonido puede definirse de diversas formas, su concepción más básica, se relaciona con su capacidad de estimular nuestra percepción auditiva. En otras palabras, aunque suene obvio, sonido es lo que escuchamos, es decir, aquellas perturbaciones y/o estímulos que activan nuestros tímpanos haciéndonos oír.
De una u otra forma, todos los sonidos se originan en la vibración de un cuerpo o porción de sustancia (sólido, líquido o gas) que vibra y transmite esta vibración al medio que le rodea o a los objetos con los que están haciendo contacto. Por ejemplo, si golpeamos la superficie de una mesa, esta vibrará y trasmitirá dicha vibración al aire y al suelo. Las vibraciones que se transmiten por el aire hacen estimulan nuestros tímpanos, los que trasmiten el movimiento a la cadena de huesecillos, etc., produciendo finalmente la sensación sonora. No obstante, tal como señalaremos más adelante, no todas las vibraciones son capaces de producir sonidos.
Habitualmente, al estudiar el sonido clasificamos los objetos que vibran en: cuerdas, láminas y cavidades, aun cuando muchas veces los sonidos que escuchamos provienen simultáneamente de estas tres fuentes. Así ocurre en una guitarra acústica, un violín y en un piano.
Desde el punto de vista físico, un sonido tiene tres características que permiten identificarlos y diferenciarlos de otros, dichas características se denominan cualidades del sonido, y corresponden a  la altura, la intensidad y el timbre. La altura corresponde físicamente a la frecuencia de la vibración, la intensidad  está asociada a la amplitud de la vibración y el timbre a la forma de la vibración.
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3. La generación de sensaciones auditivas en el ser humano es un proceso extraordinariamente complejo, el cual se desarrolla en tres etapas básicas:
  • Captación y procesamiento mecánico de las ondas sonoras.
  • Conversión de la señal acústica (mecánica) en impulsos nerviosos, y transmisión de dichos impulsos hasta los centros sensoriales del cerebro.
  • Procesamiento neural de la información codificada en forma de impulsos nerviosos.
funcionamiento-oido
La captación, procesamiento y transducción de los estímulos sonoros se llevan a cabo en el oído propiamente dicho, mientras que la etapa de procesamiento neural, en la cual se producen las diversas sensaciones auditivas, se encuentra ubicada en el cerebro.
Así pues, se pueden distinguir dos regiones o partes del sistema auditivo: la región periférica, en la cual los estímulos sonoros conservan su carácter original de ondas mecánicas hasta el momento de su conversión en señales electroquímicas, (incluye el oído externo, medio), y la región central, en la cual se transforman dichas señales en sensaciones ( oído interno, nervio auditivo y cerebro).
En la región central también intervienen procesos cognitivos, mediante los cuales se asigna un contexto y un significado a los sonidos ; es decir, permiten reconocer una palabra o determinar que un sonido dado corresponde a un violín o a un piano.
4.PROPIEDADES DE LA VOZ: Las cuatro cualidades básicas del sonido son la altura,la duración,el timbre o color y la intensidad,fuerza o potencia.
La altura
 Indica si el sonido es grave, agudo o medio, y viene determinada por la frecuencia fundamental de las ondas sonoras, medida en ciclos por segundo o hercios (Hz).

vibración lenta = baja frecuencia = sonido grave.

vibración rápida = alta frecuencia = sonido agudo.Para que los humanos podamos percibir un sonido, éste debe estar comprendidoentre el rango de audición de 20 y 20.000 Hz. Por debajo de este rango tenemoslos infrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango de
frecuencia audible 
. Cuanta más edad se tiene, este rango va reduciéndose tanto engraves como en agudos.En la música occidental se fueron estableciendo tonos determinados llamadosnotas,cuya secuencia de 12 (C, C#, D, D#, E, F, F#, G, G#, A, A#, B) se varepitiendo formando octavas, en cada una de éstas se duplica la frecuencia. La


La intensidad
 Es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido, es decir, lo fuerte osuave de un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia,que a su vezestá determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte odébil.La intensidad del sonido se divide en intensidad física e intensidad auditiva, laprimera esta determinada por la cantidad de energía que se propaga, en la unidadde tiempo, a través de la unidad de área perpendicular a la dirección en que sepropaga la onda. Y la intensidad auditiva que se fundamenta en la ley psicofísica deWeber-Fechner, que establece una relación logarítmica entre la intensidad física delsonido que es captado, y la intensidad física mínima audible por el oído humano.



5.   Ruido Constante: Es aquel cuyo nivel de presión sonora no varía en más de 5 dB durante las ocho horas laborables.

  Ruido Fluctuante: Ruido cuya presión sonora varía continuamente y en apreciable extensión, durante el periodo de observación.

  Ruido Intermitente: Es aquel cuyo nivel de presión sonora disminuye repentinamente hasta el nivel de ruido de fondo, varias veces durante el periodo de observación, el tiempo durante el cual se mantiene a un nivel superior al ruido de fondo es de un (1) segundo o más.
  Ruido Impulsivo: Es aquel que fluctúa en un razón extremadamente grande (más de 35 dB) en tiempos menores de 1 segundo.


CONCLUSION


¿Cómo puedo saber si un ruido es peligroso?
Las personas difieren en su sensibilidad al ruido. Como regla general, puede dañar su audición si tiene que gritar sobre el ruido de fondo para hacerse oír. Si le hace doler los oídos, si aparece un zumbido, o si queda por varias horas un poco sordo después de una exposición al ruido.
El sonido puede ser medido en forma científica de dos maneras. La intensidad, o potencia del sonido, se mide en decibeles. El tono se expresa en vibraciones sonoras por segundo. Un tono bajo como el de una voz profunda o una tuba produce menos vibraciones por segundo que una voz aguda o un violín.
¿Quién debería usar protección?
Si usted trabaja en un ambiente excesivamente ruidoso debería usar protectores. Debería también usarlos si utiliza herramientas a motor, equipos ruidosos, o armas de fuego.


·         Las lesiones auditivas por ruido son consecuencia de una exposición a ruidos de fuerte intensidad y de larga duración. Pero, debido a que es una lesión indolora, ésta no se percibe de forma inmediata. Lo que sí se puede percibir en un primer momento, es un zumbido en uno o ambos oídos, como resultado del largo período de exposición a un ruido. Sin embargo, en algunas ocasiones, el primer síntoma puede ser una dificultad en la comprensión de la palabra, pero sin zumbidos en los oídos.
Así pues, el ruido produce pérdida auditiva, tanto en personas sin problemas auditivos, como en aquellas que ya presenta pérdida auditiva. Hay que recordar que la pérdida auditiva debida al ruido es siempre acumulativa; es decir, a más largas exposiciones a ruidos de fuerte intensidad, mayor será la pérdida auditiva.
El daño causado por el ruido, llamado Hipoacusia neuro sensorial o pérdida nerviosa, puede ser producido por otros factores además del ruido; pero el daño inducido por el ruido es diferente, en el sentido- de que se puede prevenir casi totalmente.