OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo di questo insegnamento è fornire agli studenti competenze teoriche e pratiche di base per il trattamento digitale del suono e della musica. In una prima parte, si studierà il suono come fenomeno fisico e percettivo. Si affronteranno quindi le tecniche per l’acquisizione e la riproduzione digitale del suono ed alcuni esempi di tecniche per l’analisi e l’elaborazione automatica del suono nel dominio del tempo e della frequenza. Si faranno, infine, cenni alle principali tecniche per la sintesi del suono e ad algoritmi per l’elaborazione dell’informazione musicale (relativa, ad esempio, a melodia, ritmo e armonia).

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.

PREREQUISITI

Nessuno.

MODALITA' DIDATTICHE

Il modulo prevede lezioni frontali e a distanza sincrone, 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. Richiami di acustica e 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). Frequenza: suoni puri, suoni complessi, serie armonica (frequenza fondamentale, armoniche), rumori, altezza percepita del suono (pitch). Fase: allineamento e cancellazione. Spettro: definizione, esempi, cenni alla trasformata di Fourier. Transitori: inviluppo, ADSR. Timbro.
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 del segnale audio nel dominio del tempo (inversione, ritardo, variazione del range dinamico), elaborazione del 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.
6. Introduzione all'elaborazione digitale della musica: la musica come composizione di suoni. Livello fisico. Livello percettivo. Livello di performance. Livello simbolico. Livello strutturale. Rappresentazione digitale della musica: lo standard MIDI. Analisi automatica del contenuto musicale: algoritmi per l'estrazione di caratteristiche melodiche (melodic contour), ritmiche (onset detection, beat tracking, tempo tracking) ed armoniche (key finding).
7. Esercitazioni.

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.

Gli studenti non frequentanti, gli studenti con disabilità o con DSA possono contattare il docente per ricevere ulteriori indicazioni relative al materiale didattico.