informe señales y filtros

PROCESAMIENTO DE SEÑALES DE AUDIO
USANDO FILTROS ANALÓGICOS EN MATLAB

CLAROS B. Lilian A.

Universidad Manuela Beltrán. Programa de Ingeniería Biomédica
Bogotá D.C

Lilian.andrea.claros@gmail.com



INTRODUCCIÓN – El tratamiento de señales es una práctica que permite desarrollar las técnicas de análisis y clasificación de señales y se base en la información que porta una señal, laestadística y la matemática aplicada. Las señales pueden ser modeladas por funciones matemáticas y se pueden representar en función de variables como el tiempo y la frecuencia. Los datos brindados por el procesado de una señal, son determinantes dentro de cada aplicación, ya que permite extraer la información deseada bajo las condiciones adecuadas de acuerdo a la necesidad.

OBJETIVOS
Utilizarlos conceptos de programación en MATLAB para la creación de algoritmos lógicos que permitan el procesamiento de señales de audio.
Comprender la estructura de los datos de señales de audio, y sus representaciones en cada uno de sus segmentos, por medio del muestreo.
Aplicar el ruido blanco gaussiano teniendo en cuenta la amplitud de las señales de audio, de manera que las potencias permitanprocesados que se acerquen a las condiciones de calidad.
Utilizar la información del espectro de frecuencias de señales de audio, para aplicar filtros que disminuyan los ruidos aplicados.

MARCO CONCEPTUAL
Señal de voz
Las ondas sonoras se reducen a los límites de frecuencia que pueden estimular el oído humano para ser percibidas en el cerebro como una sensación acústica. Estos límites defrecuencia se extienden de aproximadamente 20 Hz a cerca 20 KHz y se llaman límites de audición. La señal de voz está constituida por un conjunto de sonidos generados por el aparato fonador. Esta señal acústica puede ser transformada por un micrófono en una señal eléctrica. La señal de voz en el tiempo puede ser representada en un par de ejes cartesianos. Como todos los sonidos, está formado esencialmentepor curvas elementales (senos y cosenos) pero las posibles combinaciones de éstas pueden ser complejas.
Existen muchos factores que afectan la correcta percepción de las Señales de Voz, tales como el ruido, la acústica y la calidad del micrófono. El ruido, se define como aquellos sonidos aleatorios que de forma "oculta" transforman y enmascaran el sonido. Dado que, es poco probable encontrar unentorno de audio digital en perfecto silencio, es importante conocer la cantidad de ruido, en relación con la señal que se introduce en el equipo de sonido. La fuerza de cualquier sonido (hablar por ejemplo), comparada con la fuerza promedio del ruido, se conoce como relación señal a ruido (SNR). A medida que aumenta la relación SNR, es mejor el trabajo realizado en grabación. La relaciónseñal/ruido se define como la proporción existente entre la potencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido que la corrompe.

Ruido Blanco Gaussiano
El ruido blanco es una señal aleatoria, caracterizada porque sus valores en instantes de tiempo distintos no tienen relación alguna entre sí, es decir, no existe correlación estadística entre sus valores.
El ruido blanco Gaussiano será aquelcuya función de densidad responde a una distribución normal. Gaussiano se refiere a la distribución de voltaje de la fuente de ruido. Blanco es la fuente de ruido de potencia de densidad espectral, que es idealmente plano con la frecuencia. En realidad, en algún punto (debido al desfase) hay una reducción en el nivel de ruido medible.

RESULTADOS
Señal Sinusoidal (Tono sinusoide en zona mediadel espectro audible)
Se genera un tono con frecuencia fundamental de 1 KHz (valor aleatorio de la zona media del espectro audible 250 Hz – 2.000 Hz) que pertenece a la Quinta, Sexta y Séptima octava de la escala musical y contienen al tono fundamental y los primeros armónicos de la mayoría de las fuentes sonoras. La amplitud de 4 V, y una frecuencia de muestreo de 44100 muestras por segundo...