Atributos
Sigla: 
CI-0147
Créditos: 
4
Horas: 
5
Clasificación: 
Curso propio
Descripción: 

Este es un curso introductorio al procesamiento del sonido (análisis, síntesis, modificación y compresión del tamaño del archivo) por medio de computadora y sus aplicaciones al reconocimiento del habla y del hablante, síntesis de voz e instrumentos musicales, recuperación de información musical y codificación del sonido. El curso integra conocimiento de múltiples disciplinas como ingeniería eléctrica, física, matemática, estadística, computación, música, neurociencia, psicología y lingüística.

Objetivo general: 

El objetivo general del curso es que cada estudiante conozca los fundamentos físicos del sonido y que utilice las herramientas básicas para procesar sonido y las aplicaciones más importantes del procesamiento de sonido.

Objetivos específicos: 

Durante este curso el estudiante desarrollará habilidades para:

  1. Que cada estudiante explique el proceso de producción, propagación y percepción de la voz humana y de algunos instrumentos musicales con el fin de que le sirva para la creación de algoritmos capaces de procesar sonido. (Tal aprendizaje se realiza por medio de lecturas sobre esos temas, con reforzamiento de videos y de demostraciones en clase hechas por el docente). 
  2. Que cada estudiante use las herramientas matemáticas más importantes para el procesamiento de sonido (notablemente, las distintas variedades de la transformada de Fourier) para que pueda procesar y analizar señales de audio. (Tal aprendizaje se realiza mediante el estudio de las transformadas de Fourier y la realización de ejercicios sobre ellas). 
  3. Que cada estudiante desarrolle una aplicación informática o investigación en la que se procese sonido para que ponga en práctica lo aprendido en el curso. (Esta aplicación o investigación se realiza mediante la programación de algoritmos, usando preferiblemente el lenguaje Python y sus librerías de procesamiento de sonido).
Contenidos: 
Objetivo específico Eje temático Desglose
1 Producción del sonido Movimiento armónico simple y producción de la voz humana y del sonido de algunos instrumentos musicales.
1 Propagación del sonido  Velocidad e intensidad del sonido.
1  El sistema auditivo  Oído externo, medio e interno
1  Propiedades del sonido   Sonoridad, altura y timbre
2 Función impulso Definición de un impulso y de un tren de impulsos, y sus respectivas transformadas de Fourier.
2 Señales y sistemas lineales   Definición de señal y de sistema lineal, convolución, respuesta al impulso, respuesta en frecuencia, teorema de convolución y filtros.
2 Transformada de Fourier de corto plazo  Definición, propiedades y análisis de señales usando ventanas corredizas.
2  Muestreo de señales  Muestreo de una señal mediante multiplicación por un tren de impulsos y el teorema de Nyquist.
2 Transformada de Fourier discreta  Definición, propiedades y aplicaciones al filtrado y análisis de señales digitales (señales muestreadas).
2  Señales aleatorias  Definición, ergodicidad, función de autocorrelación y teorema de Wiener y Khinchin.
1, 2, 3
 
Compresión de sonido  Modulación por impulsos codificados, predicción lineal, cuantificación vectorial, codificación perceptual y codificación de Huffman.
1, 2, 3
 
Reconocimiento automático del habla  Análisis cepstral, coeficientes cepstrales en escala mel y modelos ocultos de Markov.
2,3 Recuperación de información musical Consulta por canto o tarareo y huellas dactilares en señales de audio.
2,3 Síntesis de sonido  Aditiva, sustractiva, modal y por modulación de la frecuencia.
Bibliografía: 

[1] J. S. Rigden. ((Physics and the Sound of Music)). Wiley, 2.a edici´on (1985).
[2] P. Irarrazaval ´ . ((An´alisis de Se~nales)). McGraw-Hill (1999).
[3] A. Spanias, T. Painter y A. Venkatraman. ((Audio Signal Processing and Coding)). Wiley-Interscience (2007).
[4] L. Rabiner y B. H. Juang. ((Fundamentals of Speech Recognition)). Prentice Hall (1993).
[5] P. R. Cook. ((Real Sound Synthesis for Interactive Applications)). AK Peters (2002).

LIberación de responsabilidad: 

Este no es un documento oficial. Documentos oficiales se entregan en la secretaría de la escuela.