Diseño de filtros FIR

¶
UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA
Iztapalapa

Proyecto de Ingenier¶ Electr¶ nica
ia
o

S¶
intesis de Sonidos Musicales

Asesor

Dr. Alfonso Prieto Guerrero
Alumno

Ricardo Rosales Borrasca

1

¶
UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA
Iztapalapa

Reporte de Proyecto Final

S¶
intesis de Sonidos Musicales
Ricardo Rosales Borrasca

Divisi¶n de Ciencias B¶sicas eIngenier¶
o
a
ia
Departamento de Ingenier¶ El¶ctrica
ia e
Secci¶ n de Electr¶ nica
o
o
Febrero 2003

2

C ontenido
1 Introducci¶ n
o

4

2 El Sonido
2.1 F¶
isica del Sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Percepci¶n del Sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
2.3 Sonidos Musicales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55
6
7

3 S¶
intesis de Sonidos
3.1 Historia de la S¶
intesis de Sonidos . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 T¶cnicas de S¶
e
intesis Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 S¶
intesis Aditiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9
9
10
10

4 An¶ lisis del Sonido
a
4.1 Tipos de Sonidos . . .
4.2 Contenido Espectral .
4.3 Etapas de laAmplitud
4.4 Espectrogramas . . . .

12
12
12
14
16

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5Modelado
18
5.1 Modelado en Series de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.2 Obtenci¶n de Par¶ metros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
o
a
6 Reproducci¶ n
o
26
6.1 Generaci¶ n de un Archivo de Sonido . . . . . . . . . . . . . . . . 26
o
6.2 Ejecuci¶n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
o
7 Conclusi¶ n
o

31

3

1Introducci¶n
o

En la d¶ cada de los 60's se comenz¶ a pensar que las computadoras pod¶ ser un
e
o
ian
buen medio para la generaci¶ n de sonidos; incluso, algunas personas comenzaron
o
a pensar en la computadora como un instrumento musical [4]. Las computadoras
tienen la capacidad de analizar, manipular y generar datos digitales, por lo que
son una herramienta poderosa para la creaci¶ n dem¶ sica representada en este
o
u
formato.
El gran inconveniente de la m¶ sica digital, es que se necesita una gran canu
tidad de memoria para almacenar la informaci¶n generada en pocos segundos
o
de sonido.
El problema de la capacidad de almacenamiento se puede apreciar si tomamos
en cuenta que el rango auditivo del ser humano es de 20{20000 Hz aproximadamente [2]. Esto quiere decir quepara digitalizar sonidos sin perder informaci¶n
o
perceptible; se requieren, al menos, 40000 muestras por segundo (ver Teorema
de Muestreo). Si adem¶ s cuantizamos cada muestra con 16 bits, obtenemos una
a
raz¶ n de bits de 640 kbps.
o
Por otra parte, nosotros percibimos la m¶ sica de manera anal¶ gica, por lo
u
o
que se necesitan convertidores A/D (anal¶ gico-digital) o D/A (digital-anal¶gico)
o
o
para capturar o regenerar los sonidos digitales. Esto limita el tiempo disponible
para la manipulaci¶ n de cada muestra.
o
Afortunadamente, la tecnolog¶ ha logrado incrementar en forma consideia
rable la capacidad de almacenamiento, al igual que la velocidad de operaci¶n de
o
las computadoras; lo que permite la generaci¶ n y manipulaci¶ n de sonidos en
o
o
forma m¶ s simple.Las capacidades de las computadoras a¶ n tienen limitaciones,
a
u
pero cada vez son menores.
La s¶
intesis de sonidos se puede efectuar a nivel de software o a nivel de
hardware. La venta ja de las implementaciones en software es la °exibilidad y
complejidad, que s¶ lo est¶ limitada por el lenguaje de programaci¶ n utilizado;
o
a
o
pero a diferencia de la implementaci¶n en hardware,...