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Procesamiento digital de señales, o DSP

Un sonido "del mundo" se puede almacenar de dos maneras: en forma analógica o en forma digital. Si se almacena en forma digital, hablamos de audio.

Digitalizar un sonido, es decir, almacenarlo en un computador, significa simplificarlo en la dimensión de la amplitud y en la dimensión del tiempo. Téngase una señal como esta:

Una señal para digitalizar

Piénsese ahora en una trama como la que se observa a continuación


Trama para digitalizar

Imagine la trama superpuesta a la señal:

Señal con trama

Ahora, se indica cada punto en el eje horizontal (muestra) en el que se tomará un valor de amplitud (eje vertical). Se señala el 0 amplitud y cada muestra.

señal para digitalizar con cero y con muestras

En cada cruce de muestra/amplitud de la cuadrícula, se toma el valor correspondiente a cada muestra y a cada punto del eje vertical.


SEñal para digitalizar con puntos en muestras

Ahora unimos con una línea cada punto (que solo se puede ubicar en un cruce de líneas verticales y horizontales)

Señal para digitalizar con puntos y lineas


Despejamos ahora la señal original, la trama y los puntos. Nos quedamos solo con el contorno de la unión de puntos.

Señal digitalizada

Esta es la señal digitalizada en la que se han unido con líneas rectas cada punto con un valor.

Como se puede observar, el resultado final es diferente a la señal original, pero parecida. Es una réplica lo suficientemente buena como para captar las propiedades centrales de la señal original.

La simplificación temporal (horizontal en el gráfico) se realiza a través de las "muestras". Cada punto en el que tomaremos un valor de amplitud es una muestra y, en cada muestra, tendremos un valor de amplitud.Así un audio es un archivo con dos columnas de datos. La primera columna contiene los números correlativos de las muestras (1, 2, 3, 4, etc.) y la segunda, los valores de amplitud.

Frecuencia de muestreo: En un programa para grabar sonido, hay que especificar cuántas muestras por segundo habrá en el registro o grabación. Como para captar una frecuencia se requieren a lo menos dos puntos por ciclo, para captar una determinada frecuencia de debe tener el doble de  muestras por segundo. Así, si queremos estudiar hasta los 8.000 Hz deberemos registrar la señal con 16.000 (o más) muestras por segundo. Dicho al revés, si tenemos una señal que fue registrada con 16.000 muestras por segundo, en ella solo podremos observar hasta los 8.000 Hz (la mitad de la frecuencia de muestreo).