1 - Departamento de Ingeniería Audio

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?