ECTS - University of Pisa
Conoscenze del modulo di METODI DI ELABORAZIONE DEL SEGNALE SONORO
Knowledge of the SOUND SIGNAL PROCESSING METHODS module
• Notions on system architecture and hardware components for processing audio signals
• Rules for correct audio signals acquisition and treatment in digital system.
• Knowledge of the typical functions performed by modern digital hearing aids
• Knowledge of the advantages of digital hearing aids compared to analog ones
Verifica delle conoscenze del modulo di METODI DI ELABORAZIONE DEL SEGNALE SONORO
Verification of knowledge of the SOUND SIGNAL PROCESSING METHODS module
• Specific questions to students on the various program topics
• Tests and exercises to be carried out in itinere
• Different type of questions (not only quizzes) for the final exam
Conoscenze del modulo di METODI DI ELABORAZIONE DEL SEGNALE SONORO
Prerequisites of the SOUND SIGNAL PROCESSING MODULE
• Computing and binary arithmetic of computers
• Mathematics: Cartesian plane, functions, trigonometry, logarithms, complex numbers etc.
• Acoustics: sound physical parameters and distinctive characteristics (psychoacoustic)
• Electronics: R, L, C components, circuits and operations on analog signals
Programma del modulo di AUDIOLOGIA E IMPEDENZIOMETRIA
Acumetria tonale, prova di Rinne, prova di Weber, audiometria tonale liminare, audiometro, rilevamento soglia per via aerea per via ascendente e per via discendente, rilevamento soglia per via ossea, audiogramma, crossover, mascheramento, tecniche di mascheramento, Weber, audiometria tonale sopraliminare, recruitment, Test di Fowler, Test di Luscher, S.I.S.I Test, determinazione della soglia del fastidio, adattamento patologico, Test di Carhart, Test di Rosenberg, S.T.A.T., diploacusia, test degli stimoli costanti, test della modulazione di frequenza, audiometria vocale, ridondanza del messaggio verbale, soglia di detezione, soglia di percezione, soglia di intellezione, curva di articolazione, Plateau, Roll-over
Impedenzometria, impedenzometro, tono probe, timpanogramma, impedenza dell’orecchio medio, grafici del timpanogramma, reflessometria stapediale, contrazione del muscolo stapedio, via afferente e via efferente, stimolazione controlaterale, stimolazione ipsilaterale ,test per l’ identificazione del recruitment test di Metz, , test per l’identificazione dell’ adattamento patologico ,test di Anderson, riflesso morfologia On/Off
Programma del modulo di METODI DI ELABORAZIONE DEL SEGNALE SONORO
-Introduzione al corso; Sistemi per elaborazione di segnali audio; analogico vs digitale. Funzioni delle protesi. Richiami: dal mondo fisico ai segnali, caratteristiche dei suoni e dei segnali che li rappresentano, le curve isofoniche e le aree di interesse (slide e dispense) Laboratorio: Richiami di elettronica; carica e scarica di circuiti RC e CR con pile e misure con tester universale. Risposta di RC e CR in alternata e onde quadre e uso di oscilloscopio. Esercitazioni.
-Segnali audio: semplici, complessi, dominio del tempo e della frequenza Trasformata di Fourier a tempo breve (STFT), segnali continui e discreti. Teorema del campionamento per la corretta acquisizione e restituzione di segnali audio. Convertitori Analogico-Digitali (AD) e Digitali-Analogici (DA); evoluzione delle tecniche di conversione audio; convertitori sigma-delta (slide e dispense.
-Algoritmi di elaborazione nei sistemi digitali in audioprotesi e audiometria: caratteristiche dei Filtri numerici FIR e IIR e confronto col filtraggio analogico. Es. di algoritmi - le sotto-bande (i canali), le curve di guadagno, la compressione della dinamica di ampiezza, shift di frequenza, riduzione effetto Larsen e del rumore; la generazione di toni e dei burst nei moderni audiometri digitali. Cenno alle modalità di programmazione delle protesi per ottenere il fitting a partire da un audiogramma di perdita (slide e dispense).
Program of the AUDIOLOGY AND IMPEDENZIOMETRIA module
Tonal acumetry, Rinne test, Weber test, liminal tonal audiometry, audiometer, threshold detection by air, ascending and descending, threshold detection by bone, audiogram, crossover, masking, masking techniques, Weber, tonal audiometry supraliminary, recruitment, Fowler test, Luscher test, SISI test, determination of the nuisance threshold, pathological adaptation, Carhart test, Rosenberg test, STAT, diploacusis, constant stimuli test, frequency modulation test, speech audiometry, verbal message redundancy, detection threshold, perception threshold, intellection threshold, articulation curve, Plateau, Roll-over
Impedancemetry, impedancemeter, probe tone, tympanogram, middle ear impedance, tympanogram graphs, stapedial reflexometry, stapedius muscle contraction, afferent and efferent pathways, contralateral stimulation, ipsilateral stimulation, test for the identification of the Metz recruitment test, , test for identification of pathological adaptation, Anderson test, reflex morphology On / Off
Program of the SOUND SIGNAL PROCESSING METHODS module
- Introduction: audio signal processing systems, analog vs digital. Hearing aid main functions. A brief reminder of the physical world to the signals, characteristics of the sounds and signals that represent them, the isophonic curves and areas of interest. Lab: overview of electronics, RC and CR charge and discharge, measurements performed with testers. RC and CR response with sinusoidal and square waves and use of oscilloscope (slides and lecture notes). Exercises on these topics.
- Audio signals: simple, complex, time and frequency domain, Short-Time Fourier Transf. (STFT), continuous and discrete signals. Sampling theorem for the correct acquisition and recovery of audio signals (slide and lecture notes). Analog-Digital (AD) and Digital-Analog (DA) converters; evolution of audio conversion techniques; sigma-delta converters (slides and lecture notes).
- Processing algorithms in digital systems for hearing aids and audiometry: simple examples of FIR and IIR filters, comparison with analog filtering. Examples of algorithms: the sub-bands (channels), the gain curves, the amplitude dynamic range compression, the frequency shift, the Larsen effect and noise reduction; the tone and burst generation in modern digital audiometers. Outline of the fitting and programming platform of the hearing aids (slides and lecture notes).
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Bibliografia del modulo di di AUDIOLOGIA E IMPEDENZIOMETRIA
Manuale di audiologia di Massimo Del Bo, Fabio Giaccai, Giorgio Grisanti. Editore: Elsevier
Argomenti di Audiologia. S. Prosser, A. Martini. Edizioni Omega.
Dispene consegnate a lezione
Bibliografia del modulo di METODI DI ELABORAZIONE DEL SEGNALE SONORO
Materiali di supporto
- 4 gruppi di slide e dispense scritte fornite dal docente su argomenti specifici. a) “Richiami di elettronica e sistemi audio”, b) Segnali, Fourier, Campionamento, c) Tecnologie dei convertitori AD-DA, d) Filtri digitali, algoritmi e applicazioni nelle protesi acustiche.
Per approfondimenti: - Cap. 1 – 5 del libro “Musica Informatica”, L Tarabella, Maggioli Ed Apogeo,
Siti web: 1) Elemania-elettronica; 2) Mauro Graziani-audio digitale.
Bibliography of the module of AUDIOLOGY AND IMPEDENZIOMETRIA
Manual of audiology by Massimo Del Bo, Fabio Giaccai, Giorgio Grisanti. Publisher: Elsevier
Audiology topics. S. Prosser, A. Martini. Omega editions.
Dispene delivered in class
Bibliography of the SOUND SIGNAL PROCESSING METHODS module
Support materials
- 4 groups of slides and written lecture notes provided by the teacher on specific topics. a) "Electronics recall", b) Signal recall, Fourier etc) c) Sampling and technologies of AD-DA converters, d) Applications and algorithms in hearing aids, digital filters, etc.
For further information: - Chap. 1 - 5 of the book "Computer Music", L Tarabella, Maggioli Ed Apogeo,
Websites: 1) Elemania-electronics; 2) Mauro Graziani-digital audio (Padua Conservatory).
Modalita' d'esame del modulo di di AUDIOLOGIA E IMPEDENZIOMETRIA
Prova scritta con domande a scelta multipla o a risposte aperte.
Modalita' d'esame del modulo di METODI DI ELABORAZIONE DEL SEGNALE SONORO
Prova d’esame finale: esercizi misti, (quiz e risposte estese), eventuale orale e chiarimenti sulle risposte
NB voto congiunto con modulo di Audiologia (prof. Francesca Forli)
Exam modality of the module of AUDIOLOGY AND IMPEDENZIOMETRIA
Written test with multiple choice questions or open answers.
Examination methods of the SOUND SIGNAL PROCESSING METHODS module
Attendance to the course is important to carry out ongoing exercises
Final exam test: mixed exercises, (quizzes, extended answers, exercises), possible oral answer clarification
NB joint vote with Audiology (Prof. Francesca Forli)
Note al modulo di METODI DI ELABORAZIONE DEL SEGNALE SONORO
E’ importante la frequenza al corso per partecipare a esperienze di laboratorio e svolgere esercizi in itinere
Note for the SOUND SIGNAL PROCESSING METHODS module
Attendance of the course is important in order to partecipate at lab experiments and carry out ongoing exercises
