Hola!
Bueno, llevo unos meses estudiando acerca del comportamiento de los filtros digitales que existen, su desarrollo e implementación. Llevo todo este tiempo soñándome y muy obsesionado con estas mierdas pero enfocado a las comunicaciones y no sobre esto.
Creo que quizás os puede ser interesante, más que nada para saber cómo funcionan realmente los filtros que existen, por ejemplo, en los filtros típicos de Instagram o como modela la imagen la inteligencia artificial de vuestra cámara.
En principio, voy a dar pinceladas a lo que es cada cosa, contaré cosas que creo que son básicas y si os interesa quizás profundice en el tema haré otra parte o publicaré algun Post acerca de los tipos de comunicaciones que existen (No solo AM y FM, hay muchos mas SQAM, FFK… He visto por ahí un post de Hacking de radiofrecuencias) depende de si gusta el POST
Este proceso es el que capta (micrófono) una señal analógica (la voz). La era digital ha supuesto un gran avance para el tratamiento de las señales analógicas (Más tarde lo veremos). Pensar que todo lo que no pase por un “chip” lo llamaremos analógico.
Las antiguas películas que se grababan en blanco y negro en la que la película se emitía directamente desde el carrete lo interpretaremos como una imagen analógica.
La cámara toma la imagen analógicamente y grababa el espectro en el carrete
Captamos señales analógicas y las trasformaremos en Digital para manipular la señal digital (Foto, vídeo, audio) en el ordenador, móvil… etc
¿Como pasas una señal analógica a digital?
Es algo complejo pero intentaré explicarlo lo más sencillo posible:
Para ello se utiliza la Transformada de Fourier. Si hay alguien que haya o esté estudiando alguna Ingeniería sabra lo que es.
En este caso se utiliza la Transformada de Fourier discreta, ya que lo que haremos será recoger muestras de una señal continua(analógica) y aplicando unas transformadas directas o calculándolas a través de una fórmula obtendremos las muestras a digital (discreta)
Basicamente tomaremos unas pequeñas muestras de la señal, en ciertos momentos, si queremos pillar muchas muestras, necesitaremos un circuito que actue rápidamente (más costoso) o más lento (más barato). Esto equivaldría a la frecuencia de muestreo
Básicamente es recoger muestras de la señal analógica para más tarde tratarla ya que AUN NO TENEMOS NADA, necesitaremos una cuantificación de la señal para ahora si replicar esta señal a digital.
En este proceso de muestreo de la señal analógica a digital existe también el diezmado (decimation en inglés por si os interesa) que es quitar muestras y quedarnos únicamente con las que son necesarias para poder ayudar a los circuitos a la reconstrucción de la señal, que no saturen etc etc… Y SIEMPRE se perderá información al hacer esta conversión. Hay algunas herramientas que se usan para generar y simular esta pérdida de información
El siguiente paso es la cuantificación:
Este paso es el primordial, ya que gracias a las señales muestreadas crearemos los escalones. En esta imagen cada escalón tiene una altura diferente, esto se puede conseguir y de hecho se hace así a día de hoy con unos tipos de cuantificación más avanzados ya que quita bastantes problemas.
En nuestro caso cada escalón debería ser igual, de la misma altura, y si os dais cuenta hay triangulos que salen respecto a la señal original lo cual nos genera error de cuantificació, que se traduce en ruido (una imagen pobre o un ruido en un sonido) para ello se utilizan algunas técnicas para quitar estos picos… dithering por ejemplo.
Cada escalon equivale a 2^N ; es decir, 2^2 son 4 escalones, nos va a resultar muy difícil cuantificar una señal únicamente con 4 escalones tendremos muy poca resolución, la imagen o el sonido será malo. Por eso, el tema de los BITS es importante, a más bits, más escalones y por tanto más perfecta será la digitalizacion
¿No os habéis preguntado porque un CD se escucha o ve peor que un DVD?
Esto se debe a que la frecuencia de muestreo del CD es de 44,1 KHz. Es decir, tomará 44100 muestras
En cambio, el DVD funciona a 192KHz a una tasa de 24 bits
Seguro que con la explicación que os he dado ahora sabréis el porqué
Esta señal digital cuantificada, los escalones que hemos visto es la que se trata. Los filtros viene a ser algoritmos matemáticos, que lo que hacen es reconstruir, modificar esta señal recuantificada para ir cambiando colores. Se jugará tanto con las muestras y con la señal rcuantificada
Espectrograma y ventanados
Quizas?
Bueno, llevo unos meses estudiando acerca del comportamiento de los filtros digitales que existen, su desarrollo e implementación. Llevo todo este tiempo soñándome y muy obsesionado con estas mierdas pero enfocado a las comunicaciones y no sobre esto.
Creo que quizás os puede ser interesante, más que nada para saber cómo funcionan realmente los filtros que existen, por ejemplo, en los filtros típicos de Instagram o como modela la imagen la inteligencia artificial de vuestra cámara.
En principio, voy a dar pinceladas a lo que es cada cosa, contaré cosas que creo que son básicas y si os interesa quizás profundice en el tema haré otra parte o publicaré algun Post acerca de los tipos de comunicaciones que existen (No solo AM y FM, hay muchos mas SQAM, FFK… He visto por ahí un post de Hacking de radiofrecuencias) depende de si gusta el POST
- Conversion Analógico-Digital
- Muestro y Cuantificación
- Filtros
- Espectrograma y ventanados
Conversión Analógico-Digital
Este proceso es el que capta (micrófono) una señal analógica (la voz). La era digital ha supuesto un gran avance para el tratamiento de las señales analógicas (Más tarde lo veremos). Pensar que todo lo que no pase por un “chip” lo llamaremos analógico.
Las antiguas películas que se grababan en blanco y negro en la que la película se emitía directamente desde el carrete lo interpretaremos como una imagen analógica.
La cámara toma la imagen analógicamente y grababa el espectro en el carrete
Captamos señales analógicas y las trasformaremos en Digital para manipular la señal digital (Foto, vídeo, audio) en el ordenador, móvil… etc
¿Como pasas una señal analógica a digital?
Es algo complejo pero intentaré explicarlo lo más sencillo posible:
Para ello se utiliza la Transformada de Fourier. Si hay alguien que haya o esté estudiando alguna Ingeniería sabra lo que es.
En este caso se utiliza la Transformada de Fourier discreta, ya que lo que haremos será recoger muestras de una señal continua(analógica) y aplicando unas transformadas directas o calculándolas a través de una fórmula obtendremos las muestras a digital (discreta)
Basicamente tomaremos unas pequeñas muestras de la señal, en ciertos momentos, si queremos pillar muchas muestras, necesitaremos un circuito que actue rápidamente (más costoso) o más lento (más barato). Esto equivaldría a la frecuencia de muestreo
Muestreo y cuantificación.
El muestreo consiste en esto:
Básicamente es recoger muestras de la señal analógica para más tarde tratarla ya que AUN NO TENEMOS NADA, necesitaremos una cuantificación de la señal para ahora si replicar esta señal a digital.
En este proceso de muestreo de la señal analógica a digital existe también el diezmado (decimation en inglés por si os interesa) que es quitar muestras y quedarnos únicamente con las que son necesarias para poder ayudar a los circuitos a la reconstrucción de la señal, que no saturen etc etc… Y SIEMPRE se perderá información al hacer esta conversión. Hay algunas herramientas que se usan para generar y simular esta pérdida de información
El siguiente paso es la cuantificación:
Este paso es el primordial, ya que gracias a las señales muestreadas crearemos los escalones. En esta imagen cada escalón tiene una altura diferente, esto se puede conseguir y de hecho se hace así a día de hoy con unos tipos de cuantificación más avanzados ya que quita bastantes problemas.
En nuestro caso cada escalón debería ser igual, de la misma altura, y si os dais cuenta hay triangulos que salen respecto a la señal original lo cual nos genera error de cuantificació, que se traduce en ruido (una imagen pobre o un ruido en un sonido) para ello se utilizan algunas técnicas para quitar estos picos… dithering por ejemplo.
Cada escalon equivale a 2^N ; es decir, 2^2 son 4 escalones, nos va a resultar muy difícil cuantificar una señal únicamente con 4 escalones tendremos muy poca resolución, la imagen o el sonido será malo. Por eso, el tema de los BITS es importante, a más bits, más escalones y por tanto más perfecta será la digitalizacion
¿No os habéis preguntado porque un CD se escucha o ve peor que un DVD?
Esto se debe a que la frecuencia de muestreo del CD es de 44,1 KHz. Es decir, tomará 44100 muestras
En cambio, el DVD funciona a 192KHz a una tasa de 24 bits
Seguro que con la explicación que os he dado ahora sabréis el porqué
Filtros
Dicho todo esto, vamos a los filtros.
Esta señal digital cuantificada, los escalones que hemos visto es la que se trata. Los filtros viene a ser algoritmos matemáticos, que lo que hacen es reconstruir, modificar esta señal recuantificada para ir cambiando colores. Se jugará tanto con las muestras y con la señal rcuantificada
Espectrograma y ventanados
Quizas?
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