Fundamentos de Tratamiento Digital de Audio

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Questions and Answers

¿Cuáles son los componentes de las señales musicales?

Frecuencia, Amplitud y Fase, Tono

Frecuencia Fundamental, Armónicos y Sobretonos, Envolventes Temporales (correct)

Modulación, Armónicos y Formantes

Amplitud, Frecuencia y Fase

¿Qué representa la señal de audio digital?

Formas de ondas que se pueden modificar con el tiempo

Funciona de forma continua y variada

Señales matemáticas continuas que varían con el tiempo

Variaciones en la presión del aire que se pueden capturar y representar digitalmente (correct)

¿Qué genera la voz humana?

La voz humana se genera por la vibración de las cuerdas vocales y es modulada por el tracto vocal (boca, lengua, labios).

Las vocales y consonantes tienen:

La configuración única de formantes, lo que nos permite distinguirlos Signup and view all the answers

¿Cómo se obtiene la Frecuencia Fundamental?

La frecuencia más baja de una onda periódica y determina el tono percibido de la voz. Signup and view all the answers

¿Qué son los armónicos?

Son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental y contribuyen al timbre de la voz. Signup and view all the answers

¿Qué son los formantes?

Son picos en el espectro de frecuencias que corresponden a resonancias en el tracto vocal. Signup and view all the answers

¿Qué es el espectrograma?

Una representación visual de la señal de audio en el dominio tiempo-frecuencia Signup and view all the answers

La escala mel representa las frecuencias de forma lineal.

False Signup and view all the answers

¿El espectrograma de banda ancha brinda buena resolución temporal?

False Signup and view all the answers

El espectrograma de banda estrecha ofrece buena resolución temporal.

True Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor el espectrograma de banda ancha?

n_fft bajo, hop_length bajo Signup and view all the answers

¿Qué es un filtro de paso alto?

Un filtro que permite el paso de las frecuencias más altas, bloqueando las frecuencias más bajas Signup and view all the answers

¿Qué es la frecuencia de Nyquist?

La mitad de la frecuencia de muestreo, determina la frecuencia máxima que se puede representar en una señal digital sin que ocurra aliasing. Signup and view all the answers

Study Notes

Sesión 1: Fundamentos de Tratamiento Digital de Audio

El objetivo de la sesión es analizar señales de voz y música en el dominio temporal y frecuencial.
Se busca identificar formantes en vocales y consonantes.
Se presenta la Transformada de Fourier de Tiempo Corto (STFT).
Se desarrollan ejemplos prácticos de análisis y síntesis de audio.

Configuración del Entorno

Se conecta Google Drive con Google Colab.
Se importan bibliotecas necesarias para el procesamiento de audio.
- numpy para matrices.
- matplotlib.pyplot para gráficos.
- scipy.io.wavfile para leer archivos WAV.
- scipy.signal e scipy.interpolate para procesamiento de señal e interpolación.
- scipy.signal.find_peaks para encontrar picos.
- IPython.display para mostrar audio.
- librosa para análisis y visualización.

Señales de Audio

Las señales de audio son variaciones de presión del aire digitalizadas.
Se representan como funciones discretas en el tiempo.
Se utilizan técnicas matemáticas para su análisis y procesamiento.

Voz Humana

La voz humana es una señal compleja, generada por la vibración de las cuerdas vocales y el tracto vocal.
Sus características incluyen:
- Frecuencia Fundamental (F0): Frecuencia más baja, determina el tono.
- Armónicos: Múltiplos enteros de F0, contribuyen al timbre.
- Formantes: Resonancias en el tracto vocal, identifican las vocales y consonantes.

Música

Las señales musicales tienen patrones de frecuencias específicos.
Características:
- Frecuencia Fundamental: Nota escuchada.
- Armónicos y Sobretonos: Timbre característico.
- Envolventes Temporales: Evolucionan en el tiempo (ataque, decaimiento, sostenimiento, liberación).

Ejemplo de Archivos

Se proporcionan ejemplos de archivos de audio (voz y música) para su análisis.

Análisis Temporal de Vocales Sueltas

Se cargan ejemplos de archivos de vocales para análisis.
Se utiliza la librería librosa para visualizar la forma de onda.
Se calcula la forma de onda para muestras de vocales.
Se facilita la visualización de las vocales individuales

Análisis Temporal de Vocales Concatenadas

Se analizan las formas de onda de vocales concatenadas.

Análisis Frecuencial de Vocales

Se utiliza la Transformada Discreta de Fourier (DFT) para obtener el espectro.
Se calcula el espectro logarítmico (escala dB).
Se visualiza el espectro.

Análisis Frecuencial de Vocales (Espectrograma)

Se genera el espectrograma para vocales, mostrando la evolución del espectro en el tiempo.
Se explican diferentes tipos de espectrogramas.

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Description

En esta sesión se exploran los conceptos básicos del tratamiento digital de audio, enfocándose en el análisis de señales de voz y música. Se estudia la Transformada de Fourier de Tiempo Corto y se realizan ejemplos prácticos para entender su aplicación. La configuración del entorno incluye la utilización de Google Colab y diversas bibliotecas de Python para facilitar el procesamiento de audio.