Análisis de audio

Análisis de audio se refiere a la extracción de información y significado de señales de audio para su análisis, clasificación, almacenamiento, recuperación, síntesis, etc. Los medios de observación y los métodos de interpretación varían, ya que el análisis de audio puede referirse a el oído humano y cómo las personas interpretan la fuente de sonido audible, o podría referirse al uso de tecnología como un analizador de audio para evaluar otras cualidades de una fuente de sonido, como amplitud, distorsión y respuesta de frecuencia. Una vez que se ha observado la información de una fuente de audio, la información revelada puede procesarse para una interpretación lógica, emocional, descriptiva o de otro modo relevante por parte del usuario.

Análisis natural

La forma más frecuente de análisis de audio se deriva del sentido del oído. Un tipo de percepción sensorial que se da en gran parte de la fauna del planeta, el análisis del audio es un proceso fundamental de muchos seres vivos. Los sonidos emitidos por el entorno u otros seres vivos proporcionan información al mecanismo auditivo, para el cual el cerebro del oyente puede interpretar el sonido y cómo debe responder. Ejemplos de funciones incluyen habla, respuesta de sobresalto, escucha de música y más.

La audición, una capacidad inherente a los seres humanos, es fundamental en la comunicación en todo el mundo, y el proceso de asignar significado y valor al habla es una función compleja pero necesaria del cuerpo humano. El estudio del sistema auditivo se ha centrado en gran medida en las matemáticas y en el análisis de vibraciones y sonidos sinusoidales. La Transformada de Fourier ha sido un teorema esencial para comprender cómo el oído humano procesa el aire en movimiento y lo convierte en el rango de frecuencia audible, alrededor de 20 a 20.000 Hz. El oído es capaz de tomar una forma de onda compleja y procesarla en diferentes rangos de frecuencia gracias a las diferencias en las estructuras del canal auditivo, que están sintonizadas a rangos de frecuencia específicos. Luego, la información sensorial inicial se analiza más arriba en el sistema neurológico, donde tiene lugar la percepción del sonido.

El sistema auditivo también funciona en conjunto con el sistema neuronal para que el oyente sea capaz de localizar espacialmente la dirección desde la cual se originó una fuente de sonido. Esto se conoce como efecto Haas o Precedencia y es posible debido a la naturaleza de tener dos oídos o receptores auditivos. La diferencia de tiempo que tarda un sonido en llegar a ambos oídos proporciona la información necesaria para que el cerebro calcule la posición espacial de la fuente.

Análisis de señal

Las señales de audio se pueden analizar de varias maneras diferentes, dependiendo del tipo de información que se desee de la señal.

Los tipos de análisis de señales incluyen:

• Nivel y ganancia
• Análisis de dominio de frecuencias
• Respuesta a la frecuencia
• Distorsión armónica total más ruido (THD+N)
• Fase
• Crosstalk
• Distorsión de intermodulación (IMD)
• Stereo y Surround

Los analizadores de hardware han sido el principal medio de análisis de señales desde la invención del primer analizador de audio, fabricado por Hewlett-Packard, el HP200A. Los analizadores de hardware se utilizan normalmente en ingeniería, pruebas y fabricación de productos de calidad profesional y de consumo. A medida que avanzaba la tecnología informática, el software integrado llegó a estos sistemas de hardware y, más tarde, habría herramientas de análisis de audio que no requerían ningún componente de hardware, salvo la computadora que ejecutaba el software. Los analizadores de audio de software se utilizan habitualmente en diversas etapas de la producción musical, como audio en vivo, mezcla y masterización. Estos productos tienden a emplear algoritmos y procesamiento de Transformada Rápida de Fourier (FFT) para proporcionar una representación visual de la señal que se está analizando. Los tipos de visualización e información incluyen espectro de frecuencia, campo estéreo, campo envolvente, espectrograma y más.