OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo di questo modulo è quello di fornire agli studenti competenze teoriche e pratiche di base per il trattamento digitale dell’audio e della musica. In una prima parte si affronteranno la rappresentazione digitale del segnale audio e le tecniche per il rilevamento automatico di elementi caratteristici del segnale stesso. In seguito, si passerà dallo studio del segnale a quello del suo contenuto musicale e alle tecniche per l’elaborazione dell’informazione musicale (relativa, ad esempio, a melodia, ritmo e armonia). Si studieranno inoltre le principali tecniche per la sintesi automatica e per l’elaborazione in tempo reale del suono (effetti, spazializzazione 3D).

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di guidare gli studenti nell’acquisizione di competenze teoriche e pratiche relative alle principali tecniche per: (i) acquisizione e riproduzione digitale del suono, (ii) analisi automatica del segnale audio nel dominio del tempo e della frequenza, (iii) analisi automatica del contenuto musicale, (iv) elaborazione digitale del segnale audio, (v) sintesi digitale di contenuto sonoro e musicale.

Al termine del corso si presuppone che gli studenti conoscano e siano in grado di applicare le principali tecniche per l’acquisizione, l’analisi, la sintesi e l’elaborazione digitale del suono. Più in dettaglio, gli studenti saranno in grado di effettuare l’acquisizione digitale di un segnale audio, di applicare tecniche per rilevarne le caratteristiche più importanti e per elaborarne/modificarne il contenuto. Gli studenti inoltre conosceranno e sapranno applicare le principali tecniche per la sintesi digitale del suono.

MODALITA' DIDATTICHE

Il modulo prevede lezioni frontali tenute dal docente. Queste si compongono di lezioni teoriche, con il supporto visivo di diapositive, in cui i concetti vengono introdotti e le singole tecniche oggetto di studio vengono analizzate e di lezioni pratiche, che si potranno svolgere al calcolatore, in cui gli studenti avranno la possibilità di applicare i concetti appresi e di sperimentare concretamente le tecniche stesse.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. Fondamenti di acustica e di psicoacustica: il suono, moto armonico semplice, legge oraria del moto armonico semplice e suoi parametri. Ampiezza: intensità fisica del suono, intensità percepita del suono (loudness), curve di Fletcher-Munson. Frequenza: suoni puri, suoni complessi, serie armonica (frequenza fondamentale, armoniche), rumori, altezza percepita del suono (pitch), suoni armonici, ottave, equivalenza di ottava, classi di altezze, scale musicali, bande critiche, mascheramento, battimenti. Fase: allineamento e cancellazione. Spettro: definizione, esempi, cenni alla trasformata di Fourier. Transitori: inviluppo, ADSR. Spettrogramma. Timbro e spazi timbrici, brillantezza (brightness). Propagazione del suono: velocità, lunghezza d’onda, riflessione, diffrazione, rifrazione. Percezione degli attributi spaziali: direzione, distanza, effetto Doppler.
2. Acquisizione, rappresentazione e memorizzazione del suono: acquisizione, registrazione e riproduzione analogica: dispositivi di acquisizione (microfoni: principali tipologie e caratteristiche), amplificatori, dispositivi per la registrazione, dispositivi per la riproduzione, altoparlanti (principali tipologie e caratteristiche). Acquisizione, registrazione e riproduzione digitale: conversione analogico/digitale (campionamento, quantizzazione, codifica), formati per file audio, conversione digitale/analogica.
3. Analisi del suono: frame audio, analisi del segnale audio nel dominio del tempo (algoritmi per la misura dell’intensità del suono, algoritmi per la stima della frequenza fondamentale), analisi del segnale audio nel dominio della frequenza (algoritmi per la misura della brillantezza timbrica), auditory modelling.
4. Elaborazione del suono: elaborazione nel segnale audio nel dominio del tempo (inversione, ritardo, variazione del range dinamico), elaborazione nel segnale audio nel dominio della frequenza (filtraggio, equalizzazione).
5. Introduzione alla sintesi del suono: tecniche di trasformazione, generazione diretta, deformazione. Esempi: sintesi sottrattiva, sintesi additiva, sintesi FM.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico comprende:

• I lucidi presentati a lezione.
• Il materiale relativo alle esercitazioni, che sarà reso disponibile contestualmente ad ogni esercitazione.

Tale materiale sarà disponibile su AulaWeb. In generale, gli appunti presi durante le lezioni e il materiale fornito su AulaWeb sono sufficienti per la preparazione dell’esame.

Per chi volesse seguire un libro di testo si consiglia:

• ​Vincenzo Lombardo, Andrea Valle. Audio e multimedia. Apogeo.