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Voodoo |
.grande:maestro.
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Esame 9 gennaio:domande e risposte
- Descrivere la tecnica di quantizzazione floating point del suono,con particolare riferimento alle componenti di rumore che le caratterizzano.
Per i segnali non stazionari ad ampia gamma dinamica si può effettuare una quantizzazione codificando il valore di ampiezza del segnale con un codice numerico di lunghezza fissa integrato da un termine moltiplicativo (anch’esso di lunghezza fissa) che ne consente la più opportuna collocazione nella gamma dinamica. È una codifica costituita da una mantissa e da un esponente. L’errore di granularità in questo modo aumenta o diminuisce coerentemente con la gamma dinamica del segnale sorgente. Esistono molteplici codifiche floating-point per il medesimo valore del segnale sorgente,quindi non è una codifica ottimale,ma adatta il rumore di quantizzazione alla dinamica del segnale e comprime la codifica lineare ottenibile con il metodo lineare di quantizzazione precedente.
Ci sono tre diverse applicazioni della codifica floating-point:
- istantaneo: per ogni campione del segnale viene calcolata la coppia mantissa-esponente. È ottimale come limitazione del rumore di quantizzazione,ma implica la codifica dell’esponente per ogni mantissa e quindi ha un fattore di compressione non ottimale;
- Sillabico: il valore dell’esponente varia adattivamente in funzione della gamma dinamica del segnale sorgente; quando l’ampiezza aumenta o diminuisce per un certo intervallo di tempo,viene variato l’esponente;richiede memoria proporzionalmente all’intervallo di tempo massimo considerato,ma consente di non codificare l’esponente se non quando viene variato ,in tal caso dovrà essere reso identificabile mediante codice opportuno.
- A blocchi: il valore dell’esponente viene codificato ogni N valori del segnale sorgente; richiede memoria per N valori di mantissa per poter calcolare l’esponente ottimale di ogni blocco.
- Descrivere le relazioni tra rapporto segnale/disturbo e il mascheramento nel segnale audio.
Il rapporto segnale/rumore, spesso abbreviato con la sigla inglese SNR (Signal to Noise Ratio) o S/N anche nell'uso italiano, è una grandezza numerica che mette in relazione la potenza del segnale utile rispetto a quella del rumore in un qualsiasi sistema di acquisizione, elaborazione o trasmissione dell'informazione. Il rapporto segnale/rumore è un numero puro, dato dal rapporto fra due grandezze omogenee, che esprime quanto il segnale sia più potente del rumore nel sistema considerato. È un parametro di merito molto importante per il dimensionamento dei sistemi di telecomunicazioni. Più è basso l'SNR, infatti, e più sarà difficoltosa la ricezione del segnale.
Esistono effetti di mascheramento provocati da segnali più intensi rispetto ad altri: possiamo distinguere tra mascheramento simultaneo quando due suoni occorrono contemporanemanete,dovuta a suoni che condividono la banda di frequenza.
Esiste anche il mascheramento temporale prodotto da un suono prima e dopo la sua durata rispetto ad un altro (backwards masking o pre-masking e forwards masking o post-masking).
La differenza di intensità tra il tono mascherante e la soglia di mascheratura si chiama signal-to-mask ratio (SMR). Il valore massimo si ha all'estremo sinistro della banda critica. Il valore minimo si ha in corrispondenza del tono mascherante (circa 6 dB).
Abbiam definito l'SNR come il rapporto tra segnale e rumore di quantizzazione,l'NMR (Noise-To-Mask Ratio) è la differenza SMR-SNR e rappresenta il residuo di rumore udibile al netto dell'effetto di mascheratura.
- Descrivere le caratteristiche del fenomeno dell'aliasing.
Per ricostruire la massima frequenza della banda del segnale sorgente abbiamo bisogno di almeno due valori per ciclo (picco minimo e massimo). Le frequenze maggiori del doppio della frequenza di campionamento vc (quelle che superano la frequenza che limita nella banda il segnale),non sono rappresentabili,perché al di fuori della banda frequenziale che essa rappresenta. Ma queste frequenze vengono ribaltate nel codominio come basse frequenze v1 secondo la relazione: v1 = vc – va (dove va è la frequenza non rappresentabile). Considerando le repliche corrispondenti ai multipli k-esimi di vc si spuò scrivere: v1 = ±kvc ± va .
Per questo motivo se non conosciamo la banda frequenziale del segnale,una volta scelta la frequenza di campionamento si dovranno eliminare tutte le componenti superiori o uguali alla sua metà grazie ad un filtro passabasso.
- Illustrare i diversi elementi informativi che consentono la codifica dell'altezza del suono nelle partiture musicali.
Non lo so,serve il vostro aiuto 
- Descrivere le principali caratteristiche del modello di sintesi per modulazione di frequenza.
La modulazione di frequenza permette di costruire un suono a partire da una frequenza portante (carrier frequency ωc) per poi variarlo tramite una modulazione di frequenza nel tempo, determinata da un indice di modulazione I(n), che varia i periodi rendendo il segnale non statico. L’arricchimento timbrico viene effettuato introducendo una frequenza modulare ωm . Il segnale risulta dalla combinazione di 2 oscillatori, uno per ωc e uno per ωm. Il peso delle varie armoniche determina l’imprevedibilità del timbro. Il rapporto tra la frequenza portante e la frequenza modulare (c:m ratio) determina appunto il peso delle varie armoniche all’interno del segnale (ωc ± kωm). Per assegnare gli opportuni valori di I(n) e ωm al segnale si utilizzano le funzioni di Bessel.
Poichè il modello FM da solo permette di avere solo 2 frequenze (più i multipli di ωm), spesso gli si accoppia il modello additivo per avere la possibilità di assegnare al segnale un numero maggiore di armoniche. Il segnale risultante sarà costituito dalla frequenza portante ωc, più le armoniche con frequenze multiple di ωc, più le frequenze modulanti ωm intorno alle frequenze kωc, più le frequenze modulanti ωmm intorno alle frequenze kωc+kωm. Tutte le frequenze maggiori o minori di ?, sono comprese nelle bande laterali e dipendono dall’indice di modulazione I(n). Avendo più oscillatori è possibile usarne alcuni in modo additivo e altri in modo modulante.
La relazione tra Im e ωm indica la densità di frequenze nello spettro o in una porzione dello spettro o in un intervallo. Combinando in modo additivo i modelli FM visti sopra si possono ottenere i risultati sperati (anche se non sarà facile).
- Descrivere la regola di scatto di una transizione nelle reti di Petri musicali,dettagliando gli effetti su tutti i nodi connessi alla transizione,inclusi eventuali oggetti musicali associati ai posti.
Una transizione è abilitata allo scatto se tutti i posti in ingresso alla transizione hanno una marcatura maggiore o uguale al peso dei rispettivi archi in ingresso,se una transizione è abilitata allo scatto, l’eseuzione dello scatto toglierà dai posti in ingresso un numero di marche pari al peso dell’arco in ingresso ed aggiungerà ad ogni posto in uscita tante marche quanto è il peso dell’arco in uscita.
Sebbene le transizioni siano abilitate non è detto che debbano scattare per forza:possono esserci questioni di conflitto fra le transizioni (lo scatto di una inibisce l'altra) oppure semplicemente legate al non determinismo. Lo scatto quando avviene è instantaneo nelle PN in cui non vi è il concetto di tempo.
Tutti gli oggetti musicali, a qualsiasi livello di astrazione, sono temporizzati. Possiamo vedere il tempo come un oggetto indipendente con cui ogni altro oggetto deve relazionarsi. Gli oggetti musicali agiscono nel tempo in modo concorrente, comunicando e sincronizzandosi in particolari istanti sull’asse dei tempi.
Quando passiamo alla descrizione formale del linguaggio musicale, il modello adottato deve necessariamente assicurare due condizioni:
- la consistenza temporale, ossia l’esistenza di un unico asse temporale;
- la risoluzione temporale, ossia la distanza minima tra due punti distinti dell’asse temporale. L'estensione delle PN considerata abilita la transizione in uscita non appena termina l’esecuzione del frammento musicale.
- Descrivere le principali architetture di connessione fra MIDI e computers.
I connettori montati sui dispositivi sono pentapolari (180 gradi) femmina. I connettori devono essere chiamati "MIDI IN" e "MIDI OUT". I pin 1 e 3 (i più esterni) non sono usati e non devono essere connessi. Il ricevente accetta messaggi MIDI tramite la porta fisica identificata come "MIDI IN" ed esegue comandi MIDI. Il trasmittente produce messaggi MIDI e li trasmette tramite la porta fisica identificata come "MIDI OUT".
Per la possibile dislocazione di una MIDI Song su più dispositivi,si rende necessario stabilire le relazioni di slave e master (quello responsabile del controllo degli altri device quanto a sincronizzazione e comandi) fra i dispositivi che devono comunicare.
- Illustrare la nozione di "spine" nel formato MX (XML musicale IEEE)
Lo spine è un sottolivello del layer logic e contiene la funzione di mappatura spazio-temporale. E' il cuore di MX ed è un elemento sempre necessario.
Lo Spine è collegato a tutto,tranne il General poiché non ha senso sincronizzare delle stringhe alfanumeriche a dei simboli nella partitura,mentre per tutto il resto ha senso. Lo Spine è una struttura dati costituita da una sequenza di eventi (, ciascuno dei quali presenta un riferimento nel dominio dello spazio e del tempo),vi elenchiamo tutti i simboli che per qualche motivo hanno interesse nella partitura e gli diamo un nome. Quando un evento ricorre lo richiamiamo attraverso il suo identificativo univoco. E' una struttura che rappresenta la relazione spazio-temporale implicita nella musica. Grazie all’uso dello spine, i differenti formati di file possono essere messi in relazione per ottenere una descrizione completa dell’informazione musicale. Il suo obiettivo è costruire una struttura astratta cui fanno riferimento tutti gli strati che descrivono le proprietà del materiale originario,si rende dunque necessario un punto di riferimento unico per tutte le istanze appartenenti a layer diversi o allo stesso layer.
Nello spine è necessario identificare ed etichettare tutti gli eventi “significativi” in partitura,ossia come qualsiasi segno di cui si voglia tener traccia nell’MX.
La descrizione degli eventi può anche essere disordinata perché comunque lo spine ricrea l’ordinamento. L’attributo id assegna un identificativo univoco all’evento ,timing costituisce una temporizzazione virtuale in VTU (virtual timing units). L’utente sceglie che significato temporale attribuire ai VTU di volta in volta. l’hpos tiene conto della spazializzazione orizzontale (sempre virtuale) anziché della temporizzazione. La partitura va concepita come nella rappresentazione Score view di Finale, ossia tutta di seguito e senza ritorni a capo. Ancora una volta, l’unità di misura può essere arbitrariamente stabilita. Precisiamo che gli attributi timing e hpos sono relativi e non assoluti. Quindi ogni valore fa riferimento a quello immediatamente precedente.
Nell’esempio sopra riportato, evento0 non ha spazializzazione né temporizzazione; evento1 occorre nell’istante 0, evento2 dopo 1000 VTU, evento3 è contemporaneo a evento2, ed evento4 dopo 2000 VTU rispetto a evento2 ed evento3.
- Definire le nozioni di fingerprinting e watermarking.
Audio Watermarking consiste nell’inserire delle informazioni visibili o nascoste (il watermark) all’interno della traccia audio in modo da renderla riconoscibile ed identificabile. Se invisibile, il watermark deve risultare acusticamente impercettibile e tale da non modificare la durata del brano audio infine, il watermark deve essere tale da risultare riconoscibile anche dopo varie degradazioni del segnale audio.
Un fingerprint acustico è un codice univoco generato a partire dalla forma d'onda del segnale. A seconda dell'algoritmo usato, il fingerprint acustico può essere usato per categorizzare o identificare automaticamente un estratto sonoro a partire dal suo contenuto. Usi pratici sono il monitoraggio di servizi di broadcasting,identificazione della musica riprodotta,monitoraggio di rete per servizi P2P,gestione di librerie,ecc.
Un fingerprint acustico è diverso da un codice hash generato dal contenuto binario di un file: quest'ultimo identifica un file particolare,il fingerprinting acustico indentifica una registrazione audio.
Quindi un fingerprint acustico robusto sarà basato su caratteristiche percettive dell'audio e quindi se due files sonori identici ad un ascoltare umano sono confrontati,anche se i binari sono diversi,un fingerprint acustico identifica il matching. Per esser considerato robusto deve resistere a manipolazioni dei campioni sonori,soprattutto nel caso di codifiche compresse.
- Illustrare la struttura del frame audio nel CD-DA.
La codifica dell’informazione nei dischi ottici viene effettuata codificando blocchi di 8 bit di informazione in parole di codifica di 14 bit concatenate tra loro mediante parole aggiuntive di 3 bit (merging bits) ciascuna. I frames sono formati da 588 bit di cui:
- 24 parole di informazione (formato 14+3 bit) = 408 bit;
- 8 parole di ridondanza (formato 14+3 bit) = 136 bit;
- codici di servizio per l’unità di controllo del supporto fisico (44 bit);
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# il grado di lentezza è direttamente proporzionale all'intensità della memoria;il grado di velocità è direttamente proporzionale all'intensità dell'oblio (Kundera) #
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