Telecommunication Engineering - Ingegneria delle Telecomunicazioni

1 Fondamenti di acustica (6CFU) - Sistemi vibranti. Oscillatore armonico smorzato. Risposta sinusoidale allo stato stazionario e impedenza. Risonatore di Helmholtz. Analogia con i circuiti elettrici. Sistemi oscillanti non lineari. Sistemi oscillanti non lineari. Sistemi vibranti continui. Vibrazione delle corde e scale musicali. Onde sonore nell'aria. Propagazione di onde sferiche e cilindriche. Integrale di Kirchhoff-Helmholtz. Misura del suono. Curve di ponderazione. Campo sonoro. Trasduttori acustici: il microfono e le sue caratteristiche direzionali; gli altoparlanti: Principio di funzionamento e modello; 2 Il modello dell'ascoltatore (4CFU)- L'organo umano dell'udito. Principi di psicoacustica. Modelli posizionali 2D. Modelli posizionali per l'audio 3D: le funzioni di trasferimento relative alla testa, rappresentazioni di HRIR e HRTF. Misurazione HRTF. Modelli posizionali 3D approssimativi: il modello posizionale Brown-Duda. Effetti di elevazione della pinna. 3 Il modello dell'ambiente d'ascolto (5CFU) - Modello della stanza acustica. Misura della risposta all'impulso della stanza. Indici macroscopici di riverbero. Correzione acustica della stanza. Modelli acustici geometrici. Indici di qualità di una stanza d'ascolto. 4 Filtri digitali per applicazioni audio (4CFU) - Rassegna di filtri digitali. Filtri audio analogici e digitali. IIR digitale. Filtri audio IIR robusti. Filtraggio veloce nel dominio della frequenza per applicazioni audio. Elaborazione Audio Multirate. Banca dei filtri per applicazioni audio 5 Funzioni Speciali di Trasferimento per DASP (5CFU) - Filtri a pettine. Architettura speciale dei filtri ortonormali razionali. Linee di ritardo del buffer circolare. Linee di ritardo frazionarie. Oscillatore digitale 6 Circuiti e algoritmi per la modellazione fisica acustica (5CFU) - Approccio locale e globale. Modelli strutturali, funzionali e interconnessi. Approccio locale con modello di circuito. Teoria della guida d'onda digitale. Modellazione delle differenze finite. Modelli WDF e DW non lineari. Metodi misti di modellazione 7 Elaborazione adattiva dell'audio (6CFU) - Adattamento con ottimizzazione stocastica e approssimativa. Algoritmo adattivo del primo ordine. Filtraggio adattivo del secondo ordine. Filtraggio adattivo nel dominio della frequenza. Modellazione acustica diretta MIMO. Modellazione acustica MIMO inversa. 8 Effetti audio digitali (4CFU) - - Simulazione acustica della stanza. Il riverberatore artificiale di Schroeder. La qualità del riverbero artificiale. Modello di riverbero con ritardo di feedback. Modellazione acustica con reti di guide d'onda digitali. Controllo della gamma dinamica del segnale audio. Effetti basati sulle varianti temporali delle linee di ritardo frazionarie. Effetti basati su trasformazioni tempo-frequenza. 9 Filtraggio discreto spazio-temporale (6CFU) - Applicazioni di elaborazione di array di microfoni e altoparlanti. Modello di elaborazione degli array e notazione. Caratteristiche del campo di rumore e indici di qualità. Beamforming convenzionale Beamforming statistico ottimale dipendente dai dati. Beamforming adattivo con annullatore di sidelobe. Direzione di arrivo e stima del ritardo temporale. 10 Audio 3D (5CFU) - Ricostruzione del campo acustico con schiere di altoparlanti. Ripresa microfonica per i sistemi audio 2D e 3D. Sintesi del fronte d’onda. Audio 3D binaurale. 11 La sintesi del suono (5CFU) Sintesi da suono registrato. Rappresentazione spettrale del segnale. Algoritmi astratti. Modellazione fisica. 12 New trends nell’audio signal processing e nella comunicazione auditiva (5CFU)- Audio in Internet. Modelli di Intelligenza Artificiale nell’audio.

Non sono previsti particolari prerequisiti se non quelli degli argomenti base di matematica, calcolo e algebra, tipiche del biennio di ingegneria e di altre facoltà scientifiche.

Aurelio Uncini, “Digital Audio Processing Fundamentals”, Springer, ISBN 978-3-031-14230-7, Feb. 2024. Aurelio Uncini, "Principles of Acoustic Signal Processing," Ed. 2025 Altre dispense e articoli forniti dal Docente.

Il corso è svolto in modo tradizionale. Durante il corso, con la supervisione del docente, sono previsti seminari tenuti da "testimonial" esterni provenienti dal mondo della produzione industriale del settore audio e dai settori televisivo, cinematografico e dell'intrattenimento.

La frequenza al corso è facoltativa

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti del programma e di essere in grado di risolvere problemi attinenti a tali argomenti. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, e di essere capace di raccordarli in modo logico e coerente. Prova orale 6 punti Valutazione progetto 24 punti

Udo Zölzer, "Digital Audio Signal Processing 2nd Edition", Wiley, ISBN: 978-0-470-99785-7, 2008. "DAFX - Digital Audio Effects 2nd Edition", Edited by Udo Zölzer, ISBN: 978-0-470-66599-2 ,John Wiley & Sons, 2011. A. Uncini, "Fundamentals of Adaptive Signal Processing", Springer, ISBN 978-3-319-02807-1, 2015.

Il corso è svolto in modo tradizionale. Durante il corso, con la supervisione del docente, sono previsti seminari tenuti da "testimonial" esterni provenienti dal mondo della produzione industriale del settore audio e dai settori televisivo, cinematografico e dell'intrattenimento.