Procesado Tiempo-Frecuencia: Aplicación a la percepción humana del sonido

Abstract

Esta tesis está dedicada al estudio de las distintas herramientas que se disponen en el campo del Procesado Digital de Señales para analizar la percepción humana del sonido. Para ello, en la primera parte de la tesis se exponen los fundamentos fisiológicos de la percepción humana del sonido, así como los métodos y parámetros fundamentales que permiten evaluar la percepción subjetiva producida, lo que también se conoce como estudio psicoacústico de los sonidos. El análisis psicoacústico permite calcular el valor de una serie de parámetros del sonido para combinarlos de una forma adecuada con el fin de obtener una calificación de su calidad percibida (Sound Quality), lo más parecida posible a la que percibiría una persona. Según los parámetros psicoacústicos combinados, podremos obtener la calificación del grado de molestia, bienestar, stress, disonancia, etc. que produce el sonido en una persona. Respecto a las herramientas disponibles en el campo del Procesado Digital de Señales que puedan ayudar a mejorar el análisis psicoacústico, en esta tesis se realiza un estudio exhaustivo de las posibilidades del procesado Tiempo-Frecuencia. Además de realizar este estudio, el trabajo de investigación se ha centrado en la aplicación del análisis psicoacústico para la calificación de la molestia que producen ciertos tipos de ruido como son los ruidos de motor, ya sea el ruido de combustión producido por el motor, ya sea el ruido de escape. Se sabe que la molestia producida por estos ruidos se puede modelar utilizando una combinación de valores de Loudness (Sonoridad), Sharpness (Agudeza o Tonalidad) y Roughness (Aspereza). El cálculo de los dos primeros parámetros está estandarizado, mientras que existen varias aproximaciones para el cálculo del Roughness, presentando todas ellas serias limitaciones al analizar sonidos de motor, puesto que fueron desarrolladas y probadas para aplicarlas a señales simples. En esta tesis se ha desarrollado un modelo de síntesis de seña