MAC0499 - Proposta de Projeto Compress˜ao de´Audio Digital by s1stem99

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									            MAC0499 - Proposta de Projeto
                     a     ´
             Compress˜o de Audio Digital


    Aluno: Marcio Masaki Tomiyoshi
    Supervisor: Marcelo Gomes de Queiroz

                                     Resumo
                                    e                   e
          A proposta do trabalho ´ estudar diferentes t´cnicas de compress˜oa
         a
      de ´udio digital com e sem perdas.
                        ca
          A representa¸˜o de ondas sonoras em um computador requer uma
      grande capacidade de armazenamento e largura de banda (quando for
                             a
      desejada a transmiss˜o destes dados) [3].
                                  ca                  ıvel
          Dependendo da aplica¸˜o, pode ser prefer´ uma maior taxa de
                a                                   a
      compress˜o em detrimento da qualidade de ´udio, como por exemplo
                                                                o
      numa chamada VoIP ; em tais casos o sinal recuperado ap´s a descom-
            ca                                    a
      pacta¸˜o difere do sinal original (compress˜o com perdas).
                                              e               a
          Em outros contextos, o importante ´ manter a vers˜o comprimida
          a       ca
      fiel ` grava¸˜o original, seja para fins de arquivamento ou para evitar
                                                   ca      a
      perdas adicionais durante o processo de edi¸˜o de ´udio [1].
                      co                    a
          Tais aplica¸˜es ilustram a importˆncia das duas fam´  ılias de algo-
                           a      ´
      ritmos de compress˜o de audio, e justificam o interesse na pesquisa e
                   ca           e
      implementa¸˜o de tais t´cnicas.


1    Objetivos
                     e
O principal objetivo ´ o desenvolvimento de codificadores e decodificadores
   ´                            e
de audio (com e sem perdas), al´m de ter a oportunidade de estudar temas
      a
que n˜o puderam ser abordados ao longo da gradua¸ao.c˜
                         a              e
   No caso de compress˜o sem perdas, ´ importante que o resultado final
                                    a
tenha uma maior taxa de compress˜o quando comparado com algoritmos
gerais, tal qual o ZIP. Um bom desempenho no tempo de CPU necess´rio a
               c˜           c˜        e e        a
para a realiza¸ao das opera¸oes tamb´m ´ desej´vel, por se tratar de um
                                               a
grande atrativo para o uso em dispositivos port´teis, por exemplo.

                                         1
                    a                                  e               e
    Para a compress˜o com perdas, o objetivo principal ´ o estudo das t´cnicas
                            ca
utilizadas para uma boa rela¸˜o entre qualidade e tamanho do arquivo final.
       e                          c˜                 u
Tais t´cnicas levam em considera¸ao fatores psico-ac´sticos de similaridade
                                  c                             a
perceptual que justificam a diferen¸a observada entre o sinal de ´udio original
                       o                 c˜
e o sinal recuperado ap´s a descompacta¸ao.


2    Atividades Realizadas
   o           ca
Ap´s a defini¸˜o do supervisor, foi iniciado um estudo geral sobre Com-
      c˜                                                             a o
puta¸ao Musical, por se tratar de uma disciplina que infelizmente n˜o pˆde
                                  ca         e
ser cursada no decorrer da gradua¸˜o e que ´ de grande necessidade no tema
escolhido.
           e                                                  a         ´
    Atrav´s do livro Elements of Computer Music [2], temas b´sicos da area
                  ca       o
como representa¸˜o anal´gica e digital de ondas sonoras, formas de quan-
    c˜                 c˜         c˜           ıdo
tiza¸ao e suas implica¸oes na rela¸ao sinal/ru´ foram abordados.
       e              e
    Al´m disso, tamb´m foi estudado o teorema de Nyquist e as formas de
        c˜                                                    a
utiliza¸ao da transformada discreta de Fourier (DFT) para a an´lise espectral
                                u                                  a
do som, o que gerou algumas d´vidas, sanadas durante uma reuni˜o com o
professor Marcelo Queiroz.
                         a                                a     a
    A partir desta reuni˜o, alguns artigos sobre compress˜o de ´udio foram
                                                      e   a         ıda e
indicados para a leitura, tarefa que foi iniciada, por´m n˜o conclu´ at´ o
presente momento.


3    Cronograma
    Data    Atividade
 16/06/2008 Entrega da proposta
                     ca                o
            Continua¸˜o dos estudos te´ricos sobre o assunto
              ıcio
 01/08/2008 In´ do desenvolvimento do codificador sem perdas
                          a
 31/08/2008 Primeira vers˜o do codificador sem perdas
                          a
 15/09/2008 Primeira vers˜o da monografia
                          a
            Segunda vers˜o do codificador sem perdas
              ıcio
            In´ do desenvolvimento do codificador com perdas
                 a
 15/10/2008 Vers˜o inicial do codificador com perdas
              ıcio             c˜                 c˜
 01/11/2008 In´ das prepara¸oes para a apresenta¸ao
                          a
            Segunda vers˜o do codificador com perdas e da monografia
                             e            c˜
 17/11/2008 Entrega do postˆr e apresenta¸ao do trabalho
                                          ıda            o
 01/12/2008 Entrega da monografia conclu´ com as vers˜es finais dos
            codificadores


                                      2
   ´
   E importante salientar que o cronograma idealizado acima pode sofrer
        c˜            e
modifica¸oes em decorrˆncia de poss´ıveis dificuldades a serem enfrentadas
durante o desenvolvimento.


4     Estrutura Esperada da Monografia
4.1           e
       Parte T´cnica
       ca         a       co
Esta se¸˜o conter´ explica¸˜es dos conceitos utilizados para o processamento
   a                 c˜
de ´udio, uma descri¸ao de todas as atividades realizadas, a documenta¸aoc˜
                                       co
dos programas desenvolvidos, compara¸˜es de resultados obtidos com o tra-
              ca              a                    a           c˜
balho em rela¸˜o a formatos j´ estabelecidos na ´rea e descri¸oes dos algo-
ritmos utilizados, abordando todos os aspectos pedidos para a monografia.

4.2    Parte Subjetiva
           a            ca
Aqui haver´ uma descri¸˜o de todos os problemas e dificuldades enfrentados,
  e            c˜
al´m de associa¸oes entre o trabalho realizado e as disciplinas cursadas du-
              ca                     a
rante a gradua¸˜o, oferecendo uma vis˜o pessoal sobre o curso de bacharelado
     e                 c˜
em ciˆncia da computa¸ao como um todo.


     e
Referˆncias
[1] M. Hans and RW Schafer. Lossless compression of digital audio. Signal
    Processing Magazine, IEEE, 18(4):21–32, 2001.

[2] F.R. Moore. Elements of computer music. Prentice-Hall, Inc. Upper
    Saddle River, NJ, USA, 1990.

[3] D.Y. Pan. Digital Audio Compression. Digital Technical Journal, 5(2):28–
    40, 1993.




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