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ELABORAZIONI DI SEGNALI AUDIO E VIDEO
Obiettivi formativi
Il corso intende esplorare gli aspetti progettuali e applicatividell'Elaborazione Numerica dei Segnali, che trova i suoi più comuni e immediati riscontri nell'elaborazione dei segnali audio e video.
L'organizzazione dei contenuti e della didattica ha due tratti caratteristici: i contenuti si arricchiscono, anno dopo anno, con argomenti più avanzati e applicativi, grazie anche al fondamentale apporto degli studenti; per la didattica, la metà delle ore vienetrascorsa in laboratorio, applicando le tecniche discusse nella teoria a segnali acquisiti su PC, per mezzo del software di calcolo numerico Matlab.
Prerequisiti
L'esame di "Numerica dei Segnali A" è propedeutico per questo corso. Siassume dunque una buona conoscenza della Teoria dei segnali e sistemi (lineari) numerici.
Contenuti dell'insegnamento
PROGETTO DI FILTRI NUMERICI
Relazione tra equazioni alle differenze, diagrammi a blocchi e grafi di flusso. Strutture di filtri a risposta finita o infinita (FIR e IIR): forme dirette, forme in cascata e in parallelo; forme trasposte; strutture per filtri FIR a fase lineare.
Metodi di progetto dei filtri numerici: specifiche, scelta del tipo di risposta, calcolo dei coefficienti e struttura realizzativa.
Sintesi di filtri IIR da filtri analogici: cenni sui filtri analogici di Butterworth e Chebychev; piazzamento di poli e zeri; il metodo dell'invarianza impulsiva; adattamento della trasformata Z; ilmetodo della trasformazione bilineare.
Sintesi di filtri FIR a fase lineare: il metodo della finestratura; il metodo della finestra di Kaiser; il metodo ottimale (equiripple): il teorema delle alternanze e l'algoritmo di Parks-McClellan; il metodo del campionamento in frequenza.
STIMA E ANALISI SPETTRALE
Stima spettrale di segnali stazionari: il periodogramma. Risoluzione in frequenza e Leakage. Stima spettrale di segnali non stazionari: la DFT tempo-variante e lo spettrogramma. Applicazione all'analisi del segnale vocale.
LA TRASFORMATA DISCRETA DEL COSENO (DCT)
Definizione e trasformate inverse: la DCT-1 e la DCT-2. Proprietà di compattamento dell'energia. Applicazione alla compressione di immagini.
MODELLI PER IL SEGNALE VOCALE
Cenni sulla fonetica acustica e la teoria acustica della fonazione; modelli dell'apparato fonatorio. Analisi e sintesi delsegnale vocale. Frequenza di pitch e frequenze formanti. Il modello VOCODER e sue varianti.
LA CODIFICA LINEARE PREDITTIVA (LPC)
Filtri AR e MA; filtro predittore con ingresso impulsivo o rumoroso. Calcolo della potenza del segnale errore e sua minimizzazione. Equazioni di Yule-Walker. Interpretazione nel dominio della frequenza: filtro predittore come stimatore spettrale. Applicazioni al segnale vocale.
Bibliografia
A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, J. R. Buck, "Discrete-Time Signal Processing, 2nd Ed.", Prentice-Hall, 1999.
Metodi didattici
La modalità d'esame prevede un colloquio orale e la redazione di un breve elaborato (tesina) - progetto applicativo o ricerca su un argomento avanzato, da concordare con il docente - da svolgersi in piccoli gruppi di studenti (da due a quattro).
Docenti
Attività Mutua
Altri insegnamenti
ANNO DI CORSO: 1
ANNO DI CORSO: 2



