Pere RÀFOLS SOLER

-

Disseny i implementació d’un processador d'àudio en temps real orientat a la generació de distorsió digital i avaluació de tècniques per la reducció de l’aliàsing

1. Introducció i Motivació La distorsió en el processament d'àudio per a guitarra elèctrica es basa en l'aplicació de funcions de transferència no lineals sobre el senyal d'entrada. Aquest procés genera contingut harmònic addicional que aporta el timbre característic de l'efecte. Tanmateix, en el domini digital, l'expansió espectral causada per aquestes no-linealitats pot superar la freqüència de Nyquist, provocant el fenomen del plegament espectral (aliasing), el qual deteriora significativament la qualitat sonora. Aquest projecte aborda l'estudi, implementació i comparativa de diferents tècniques de generació de distorsió i estratègies de mitigació de l'aliasing en temps real. 2. Objectius del Projecte · Desenvolupament d'algorismes no lineals: Implementar diferents sistemes de distorsió sintètica, incloent-hi hard clipping, soft clipping (funcions sigmoïdals/tangent hiperbòlica) i wave shaping. · Mitigació de l'aliasing: Implementar i avaluar dos mètodes principals de reducció d'aliasing: oversampling (sobremostratge amb filtres polifàsics/FIR) i Anti-Derivative Anti-Aliasing (ADAA de primer i segon ordre). · Implementació en entorn real: Programar un plugin d'àudio funcional (VST3/AU) utilitzant el framework JUCE en C++. · Anàlisi espectral i de rendiment: Comparar quantitativament el contingut harmònic generat, l'eficàcia en la reducció d'aliasing i el cost computacional (ús de CPU) de cada mètode. 3. Metodologia i Fases de Treball · Fase 1: Estat de l'Art i Desenvolupament Matemàtic: Anàlisi teòric de les funcions de transferència no lineals, derivació de les formulacions matemàtiques d'ADAA (antiderivades) i disseny de filtres per a sobremostratge. · Fase 2: Arquitectura del Plugin en JUCE: Disseny de l'estructura de processament DSP en C++ i desenvolupament d'una interfície gràfica d'usuari (GUI) per controlar paràmetres com el guany d'entrada, el tipus de saturació, i el factor de sobremostratge (2x, 4x, 8x). · Fase 3: Mesures i Caracterització: Avaluació de la resposta dels algorismes mitjançant senyals de prova (sinusoides purament tonals, sweeps i senyals complexes de guitarra). Analitzar el contingut harmònic i la mitigació de l’aliàsing. 4. Resultats Esperats Un plugin d'àudio funcional i un estudi comparatiu detallat que demostri l’efecte que les diferents tècniques tenen sobre l'aliàsing i el cost computacional associat.

01-ABR-2026

DSP, JUCE, Aliasing, Distorció

-