1 - Departamento de Ingeniería Audio
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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES – ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA DE TELECOMUNICACIÓN – UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID EXAMEN DE TRATAMIENTO DE SEÑALES ACÚSTICAS, AUDIO Y VOZ 6 DE FEBRERO DE 2008 PARTE PRIMERA NOTA: Justifique, en cada caso, sus respuestas. 1. a) Explicar cuáles son las condiciones acústicas que deben darse en el medio de propagación para que se forme un canal acústico submarino. b) ¿Es posible controlar la anchura del canal formado? c) ¿Puede controlarse el avance del rayo a lo largo del canal? 2. Estimar el radio de cobertura de un sistema sonar pasivo que tiene las siguientes características: Receptor: Relación S/N mínima: 5 dB Índice de recepción del hidrófono: 10 dB Banda de trabajo: una octava centrada en 1 kHz Blanco: Nivel de presión acústica a 1 m de su centro efectivo: 130 dB (ref 1 μbar) Espectro de ruido blanco, con SL=40 dB, de 0 a 50 kHz. Medio de propagación: Atenuación: a=0’036 f3/2 (dB/Km, f en kHz) Pérdidas adicionales: 0 dB 3. En las curvas de la figura se representan, de forma aproximada, las funciones de densidad de probabilidad de individuos impostores e individuos legítimos que intentan acceder a un sistema biométrico de reconocimiento. Determine las tasas de falsa aceptación (FAR) y falso rechazo (FRR) en los casos en los que el umbral de decisión se sitúa en los siguientes puntos de la gráfica: a) S01 b) S02 c) S03. Nota: los dos triángulos que representan las densidades de probabilidad son iguales. Densidad de probabilidad S01 S02 S03 Similitud 4. Sea una nota musical de guitarra generada mediante las técnicas de síntesis aditiva y de síntesis por interpolación espectral. ¿Existen algunas diferencias, en el tiempo y en la frecuencia, entre las señales sintetizadas por ambas técnicas? 5. a) ¿Qué técnicas de síntesis musical no lineales conoce? b) Explique con detalle alguna de ellas. PARTE SEGUNDA 6. Defina el parámetro tasa de cruces por cero. ¿Para qué puede ser útil este parámetro en el procesado de señales de voz? ¿Qué puede deducirse de un fonema con una elevada tasa de cruces por cero? 7. El siguiente texto se ha extraído de la ayuda de Matlab: A = LPC(X,N) finds the coefficients, A=[1 A(2) ... A(N+1)], of an Nth order forward linear predictor Xp(n) = -A(2)*X(n-1) - A(3)*X(n-2) - ... - A(N+1)*X(n-N) such that the sum of the squares of the errors, err(n) = X(n) - Xp(n), is minimized. Se emplea el comando LPC, con orden de predicción 3, y se obtiene el vector A=[1 -1.770 0.769 0.050]. El valor de las muestras 18 a 20 es X[18]=0.040, X[19]=0.138, X[20]=0.227. Estimar la muestra 21, Xp[21]. Sabiendo que el valor real de la muestra 21 es X[21]=0.287, calcule el residuo. 8. Reescribir los siguientes párrafos escogiendo la alternativa correcta. A. El espectrograma de banda estrecha tiene baja / alta resolución temporal y resalta la envolvente espectral / estructura fina. B. En la autocorrelación el recorte se emplea para realzar los máximos correspondientes al periodo fundamental / los máximos correspondientes al primer formante. C. En el análisis homomórfico la respuesta del tracto vocal aparece en bajas / altas quefrencias, como señal impulsiva que abarca los primeros coeficientes cepstrales. Si seleccionamos los primeros coeficientes cepstrales y calculamos nuevamente la transformada de Fourier sobre ellos, obtenemos una buena estimación de la estructura armónica / envolvente espectral. Las componentes debidas a la estructura armónica aparecen como picos equiespaciados a bajas / altas quefrencias, separados por el valor de que se corresponde con la frecuencia fundamental / frecuencia del primer formante del tramo analizado. 9. Comente las siguientes especificaciones del estándar UIT-T G.722. ¿Cómo se obtiene el régimen binario de 64 kbit/s? - Banda: 50-7000 Hz - Frec. muestreo: 16 KHz - Cuantificación con 14 bits - Banda inferior: 6 bits/muestra - Banda superior: 2 bits/muestra ADPCM banda superior 16 kbits/s ADPCM banda inferior 48 kbits/s filtros QMF MUX 10. a) Dibuje el diagrama de bloques de un decodificador vocoder LPC. b) ¿Qué parámetros de entrada necesita? c) ¿Qué mejora se lleva a cabo en los codificadores híbridos con respecto a los vocoders?