Corso di Acustica Applicata (5+1 CFU v.o.) - A/A 2009/2010

Corsi di Laurea Specialistica in Ingegneria: civile, ambiente e territorio, meccanica, elettronica, telecomunicazioni ed informatica

2°Anno L.S., 1° Ciclo, Orario: venerdi'    13.30-17.30 (aula E) - Inizio del corso il giorno 9/10/2009

docente: prof. Angelo Farina

E-MAIL: farina@unipr.it

Internet: http://pcfarina.eng.unipr.it/ oppure http://www.angelofarina.it/

Ricevimento studenti: lunedi' 10:30 - 12:30 - palazzina 7 (sconsigliato: meglio la posta elettronica).

Telefono: 0521 905854 (risponditore telefonico) (sconsigliato)

Fax: 0521 905705 (attenzione, vengono letti mediamente solo dopo 2-3 giorni)

Contenuti


Introduzione

Il corso di Acustica Applicata e' un corso introduttivo ad un settore scientifico e tecnologico in rapidissimo sviluppo, che offre grandi potenzialità occupazionali, e che funge da collegamento fra aree disciplinari apparentemente molto diverse: architettura, ingegneria strutturale, fisiologia, psicologia, statistica, fisica, elettronica, meccanica delle vibrazioni, fluidodinamica, elaborazione numerica del segnale, telecomunicazioni, elettronica, misure, igiene del lavoro, musica, musicologia, realtà virtuale.

Ovviamente in un corso di 5 CFU si riesce a fornire solo la base metodologica della materia, che deve essere poi approfondita in ulteriori corsi, quali i Corsi per Tecnici Competenti in Acustica Ambientale, oppure Master Universitari disponibili presso alcune Università italiane o straniere (ad. esempio Perugia, Napoli, Firenze, Roma), o addirittura a corsi di laurea appositi (questi solitamente all'estero, ma in Italia va segnalato il Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria e Design del Suono del Politecnico di Milano, con didattica completamente in lingua inglese, erogato presso il Polo di Como).

Stante la sua natura multidisciplinare e trasversale, il Corso di Acustica Applicata e' frequentato da studenti di vari corsi di laurea (praticamente tutte le branche di Ingegneria, ma partecipano anche alcuni allievi di Architettura, e si avvalgono di questo corso anche gli allievi del corso di laurea in Tecniche della Prevenzione nell’ambiente e nei luoghi di lavoro della Facoltà di Medicina e Chirurgia, per i quali e' obbligatoria la frequenza solo alla prima parte del corso, con esclusione della parte finale dedicata alle applicazioni elettroacustiche e musicali).

Per gli studenti di tutte le branche di Ingegneria questo e' un corso chiave, praticamente costituisce l'unica occasione di vedere (o meglio, sentire) applicate le tecniche imparate in corsi precedenti, in cui vengono impartiti i fondamenti puramente teorici delle moderne metodiche matematiche avanzate. Quando i "numeri" si trasformano in suoni, procedimenti matematici astrusi e di difficile assimilazione divengono rapidamente immediati e chiarissimi, e le possibilita' offerte dai sistemi di "editing" sonoro su PC, utilizzate ampiamente nel corso sia in fase di didattica frontale, sia durante le esercitazioni di laboratorio, rendono possibile ascoltare immediatamente (solitamente in tempo reale) gli "effetti" di filtri o altri dispositivi (compressori, gate, convolutori, denoising, etc.).

Stanti gli interessi scientifici del docente, il corso copre sia le tematiche "standard" di patrimonio comune a tutte le branche ingegneristiche e igienistico/sanitarie (anche in funzione dell'attuale esteso quadro legislativo vigente in materia edilizia, ambientale e del lavoro), sia i temi piu' specifici relativi all'acustica delle sale da spettacolo, alla produzione audio in campo musicale e tele/cinematografico, agli strumenti musicali, ai sistemi di registrazione e riproduzione sonora ad alta fedeltà (1D), surround (2D) e tridimensionali (3D). Ovviamente questa successiva parte del corso non si applica agli allievi del Corso di Laurea in Tecniche della Prevenzione, che hanno un programma ridotto ai soli primi 3 CFU del corso.


Programma del Corso di Acustica Applicata 

  • Acustica Fisica: definizione delle grandezze, meccanismo di propagazione di perturbazioni meccaniche in un mezzo elastico: pressione sonora, velocita' delle particelle, velocita' dell’onda sonora. Equazione delle onde acustiche.
  • Acustica Energetica: la propagazione del suono vista come trasporto di energia. Definizione di Intensita' Acustica e Densita' dell’Energia. Energia attiva e reattiva, campi sonori propaganti e stazionari. La velocita' dell’energia acustica ed il rapporto (o indice) di reattivita'.
  • Psicoacustica: meccanismi fisiologici e psicologici della percezione del suono da parte dell'uomo. La scala logaritmica dei decibel (dB), operazioni elementari su grandezze espresse in dB. Curve di ponderazione in frequenza, tecniche di valutazione della sonorita' (loudness), analisi in frequenza a banda costante, a banda percentuale (ottave, etc.), in bande critiche (bark). Fenomeni di mascheramento nel tempo e nella frequenza. Utilizzo della psicoacustica per la codifica "lossy" e "lossless" del segnale audio con elevata riduzione del "bitrate" necessario (MP3, WMA, AAC, FLAC, OGG, etc.).
  • Propagazione del suono: onde piane, onde sferiche, onde stazionarie. Fenomeni di riflessione ed assorbimento. Riflessione speculare e diffusa. Definizione del coeff. di assorbimento acustico e del coeff. di scattering. Tecniche di misura del coeff. di assorbimento e del coeff. di scattering.
  • Propagazione in ambiente esterno: assorbimento del terreno, effetti del gradiente di temperatura e del vento, assorbimento dell’aria, schermatura da parte di ostacoli. Le relazioni di Maekawa e di Kurze-Anderson per il dimensionamento delle schermature antirumore.
  • Propagazione in ambiente chiuso: il fenomeno delle riflessioni multiple, campo riverberante in regime stazionario. Formula del campo riverberante e del campo semi-riverberante. Fenomeni transitori all’accensione e allo spegnimento di una sorgente sonora: la coda sonora, la risposta all’impulso di un ambiente, l’integrazione all’indietro di Schroeder. Definizione del tempo di riverberazione e delle altre grandezze acustiche relative ai transitori temporali. Formule di Sabine per la stima del tempo di riverberazione. Il coeff. di assorbimento acustico apparente, e sua misurazione mediante prove in camera riverberante.
  • Propagazione attraverso le strutture edilizie: isolamento dei divisori, dei serramenti, isolamento del rumore di calpestio. Tecniche di misura e legislazione italiana.
  • Elettroacustica: trasduttori (microfoni, altoparlanti). Dispositivi per il processamento analogico e digitale del segnale acustico: amplificatori, equalizzatori, riverberi, compressori, etc.. Applicazioni in campo audio/elettronica, in campo di sistemi di telecomunicazioni e di broadcasting, all’industria discografica e dello spettacolo, all’industria automotive, aereonautica e navale.
  • Tecniche di simulazione numerica della propagazione del suono: modelli agli elementi finiti, boundary elements, ray tracing, beam tracing. Utilizzo di programmi di simulazione, con esercitazione pratica in laboratorio. 
  • Strumentazione ed apparecchiature per misure acustiche: fonometro, analizzatore di spettro, sistema di misura delle risposte all’impulso. Strumentazione virtuale su PC, software per misure acustiche, con esercitazioni pratiche in laboratorio.
  • Elaborazione numerica del segnale acustico: dalla teoria generale ad applicazioni pratiche su PC. L’auralizzazione, la realta' virtuale acustica. Cenni alle moderne applicazioni nel campo dell’industria dello spettacolo e discografica, e a futuri utilizzi in tempo reale per applicazioni “live”. I “plugins” per la generazione numerica di effetti acustici; filtri FIR ed IIR, convoluzione veloce, calcolo di filtri numerici inversi, cancellazione attiva del suono.
  • Esercitazioni pratiche in laboratorio: misura delle risposta all'impulso e degli altri principali parametri acustici, simulazione numerica del campo sonoro facendo impiego di un programma di calcolo.

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Per il programma "ufficiale" del corso e le altre informazioni sull'esame, si rimanda alla pagina ufficiale della Facolta'.


Modalita' di esame

L'esame si svolge sotto forma di colloquio, nel corso del quale puo' comunque capitare qualche esercizio da svolgere in forma numerica (quindi occorre avere con se la calcolatrice, nonche' grafici, tabelle, etc.).

Chi presenta la tesina che descrive il lavoro di esercitazione svolto in laboratorio (obbligatoria per l'attribuzione dei CFU addizionali per chi ha scelto di svolgere il tirocinio formativo in Acustica Applicata) e' invitato a portare con se una penna USB o un CD contenente tutti i files oggetto dell'esperienza svolta: testo della tesina in formato PDF con figure e grafici, risposte all'impulso misurate e simulate, files di Ramsete, auralizzazioni.


Date degli appelli d'esame

Data

Giorno

Ora

Luogo

30/09/2009 mercoledì 9.00 Aula B (Sede Didattica)
29/01/2010 venerdì 9.00 Aula... (Sede Didattica)
26/02/2010 venerdì 9.00 Aula... (Sede Didattica)
11/06/2010 venerdì 9.00 Aula... (Sede Didattica)
02/07/2010 venerdì 9.00 Aula... (Sede Didattica)
23/07/2010 venerdì 9.00 Aula... (Sede Didattica)
10/09/2010 venerdì 9.00 Aula... (Sede Didattica)
24/09/2010
Attenzione - posticipata al 1/10/2010 !!!
venerdì 9.00 Aula E (Sede Didattica)

Le date degli appelli, essendo state fissate con quasi un anno d'anticipo, potranno essere posticipate di alcuni giorni (al massimo 1 settimana) in caso di inderogabili impegni del docente emersi in tempi successivi all'iniziale fissazione del calendario, o causa problemi di disponibilita' delle aule, ma comunque con congruo preavviso su questo sito Web e mediante affissione di avviso in bacheca, almeno una settimana prima della data originariamente indicata. Di regola invece le date degli appelli ufficiali non possono venire anticipate.


Esami in orario di ricevimento

Gli studenti possono chiedere al docente di sostenere l'esame anche in date diverse da quelle "ufficiali" su indicate, concordando data e luogo dell'esame tramite E-mail. In particolare la regola generale e' quella di presentarsi agli esami "fuori appello" durante l'orario di ricevimento, anche se e' sempre opportuno preavvisare via E-mail. Spetta agli studenti interessati verificare che sia loro consentito sostenere l'esame in tali date "non ufficiali": se poi risulta che non era consentito, la segreteria annulla l'esame, che deve essere ripetuto....

Per maggiore chiarezza: chi fa l'esame "fuori appello" in un giorno di ricevimento ha l'immediata verbalizzazione dell'esame svolto. Pertanto occorre verificare di poter fare l'esame nella data in cui esso effettivamente si svolge. Per nessun motivo si lascera' la verbalizzazione "in sospeso" sino alla successiva sessione di esami. Chi non e' autorizzato a fare l'esame in una certa data, ovviamente non lo puo' fare in tale data. Non ho fatto io queste regole che impediscono di fare esami in certi periodi dell'anno; esse sono state fatte per motivi presumibilmente buoni, per cui non c'e' alcun motivo di aggirare queste regole. Se esse sono ritenute inappropriate, basta chiedere alla facolta' di cambiarle, anziche' tempestare il sottoscritto di improprie richieste di aggiramento delle stesse...

D'altro canto, queste regole sono complesse, e la posizione di uno studente e', in generale, diversa da quella di un altro. Non ho le conoscenze e gli strumenti per valutare chi ha diritto a far l'esame in una certa data e chi no. E' quindi inutile chiederlo a me, per me lo potete sempre fare tutti.... Bisogna verificarlo con la segreteria studenti, onde evitare che poi l'esame venga annullato.


Esercitazioni in laboratorio

Sono state fissate, le date delle due esercitazioni, che si svolgeranno in Laboratorio Elettronica (Sede Didattica di Ingegneria, palazzina A), nel mese di Gennaio 2010:

Data Orario Luogo
18 gennaio 2010, lunedi' 14.00 - 18.00 Lab. Elettronica
25 gennaio 2010, lunedi' 14.00 - 18.00 Lab. Elettronica

Poiche' nel corso delle esercitazioni sono previste prove acustiche con un altoparlante dodecaedrico abbastanza potente (200W), gli studenti sono invitati a procurarsi adeguati dispositivi di protezione individuale. Si consigliano i tappi auricolari "usa e getta" (tipo Ear, Bilsom, etc.).

Gli studenti in possesso di un computer portatile sono invitati a portarlo in aula, ma solo se lo stesso dispone di:

  1. Microfono esterno (a filo), possibilmente di forma cilindrica (in modo da poter essere inserito nel calibratore). Va (meno) bene anche il microfono in dotazione alle cuffiette per uso telefonico VOIP (Skype, etc.). In laboratorio e' disponibile un certo numero di cuffiette con microfono, ma il loro uso e' prioritariamente per i computer in dotazione dell'aula.
  2. Cuffie (onde ascoltare i risultati dell'auralizzazione senza disturbare i colleghi).
  3. Software Adobe Audition con plugins Aurora
  4. Software Ramsete
  5. Software SpectraRTA o SpectraPlus

Gli studenti che necessitano di CFU addizionali per le attività di tirocinio, dovranno realizzare una tesina descrittiva delle attività svolte durante le esercitazioni. Inoltre dovranno essere obbligatoriamente presenti ad entrambe le esercitazioni, firmando l'apposito registro presenze.

Anche gli altri studenti, comunque, se presenti alle esercitazioni, possono fare facoltativamente la tesina, al fine di incrementare il punteggio dell'esame orale.

La tesina va portata all'esame, in forma cartacea o, preferibilmente, su supporto informatico (CD, penna USB, etc.). Nel secondo caso e' utile portare anche tutti i files derivanti dalle misure e dalle simulazioni eseguite.


Testi raccomandati/consigliati

Il testo raccomandato per una prima introduzione alla materia e':

  • P. Fausti: Acustica in Edilizia, Rockwool Italia, Milano (2005) - scaricabile gratuitamente in formato PDF, inoltre si puo' fare richiesta alla Rockwool di una copia cartacea, anch'essa gratuita. Grazie Rockwool!

I testi CONSIGLIATI (non obbligatori) per la preparazione approfondita dell'esame sono:


Dispense "on line"

Il materiale didattico relativo al corso (presentazioni Powerpoint, fogli Excel, files WAV, etc.) utilizzato durante le lezioni e' disponibile nella area "Public" di questo sito web: http://pcfarina.eng.unipr.it/Public/Corso_acustica/ - Si consiglia di scaricare soprattutto le slides Powerpoint ed i fogli Excel contenenti gli esercizi svolti in aula.

Puo' inoltre essere utile consultare il materiale didattico predisposto per il Corso di Alta Formazione per Tecnici Competenti in Acustica Ambientale, organizzato dell'Universita' di Parma negli anni 2005 e 2006. Si tratta di 11 dispense che coprono la prima parte del programma (quella comune anche al Corso di Laurea in Tecniche della Prevenzione).

Inoltre si rammenta agli studenti che sono disponibili "on line" le dispense del vecchio corso di Fisica Tecnica (ordinamento quinquennale), che erano state redatte dagli studenti dell'epoca. Tale corso conteneva una parte di circa 30 ore di Acustica, il cui programma copriva , almeno parzialmente, quello dell'attuale corso di Acustica Applicata. In realta' lo copriva pressoche' integralmente, anzi, addirittura si facevano un paio di cose che non si riescono piu' a fare, perche' il livello medio degli studenti dell'ordinamento quinquennale era enormemente superiore al livello medio degli studenti attuali, e si poteva andar via molto veloci su una vasta serie di argomenti, che invece debbono ora venire spiegati partendo dal livello di base...

La pagine web da cui e' possibile scaricare queste dispense sono le seguenti:

Anno Accademico Corso di Laurea Elenco Dispense Formato
1998/1999 Ingegneria Elettronica Dispense 98/99 DOC e HTML
1999/2000 Ingegneria Elettronica Dispense 99/00 DOC e HTML
2000/2001 Ingegneria Elettronica Dispense 00/01 DOC e HTML
2001/2002 Ingegneria Elettronica Dispense 01/02 DOC e HTML
2002/2003 Ingegneria Meccanica Dispense 02/03 PDF

Una raccolta integrata e (parzialmente) corretta di queste dispense e' stata resa disponibile in forma stampata e rilegata:

P. Martignon: FISICA TECNICA II (Appunti dalle Lezioni del prof. Angelo Farina), Goliardica Editrice, Parma 2004

E inoltre possibile reperire su Internet una serie di utili dispense riguardanti alcuni degli argomenti del corso:


Pubblicazioni On Line

Il corso contiene argomenti di ricerca avanzata, non reperibili sui normali manuali di Acustica Applicata. Questo soprattutto riguardo le tecniche di misura, le metodiche di simulazione a computer, e le moderne tecnologie di registrazione e riproduzione sonora tridimensionale.

Gli studenti che volessero approfondire queste tematiche, possono scaricare le pubblicazioni scientifiche del docente in formato PDF dall'Elenco Cronologico. Ovviamente sono quasi tutte in inglese.

Gli articoli di cui e' consigliata la lettura ai fini della preparazione dell'esame sono i seguenti:
N. Author(s) Title Publisher
24 A. Farina Nuove tendenze nell' acquisizione dei dati acustici: strumentazione, software, normativa Atti del Convegno Nazionale RUMORE e VIBRAZIONI, Bologna e Modena, 20-24 Novembre 1990
26 A. Farina Modelli matematici per la previsione della diffusione del suono Acqua Aria, n. 3, pagg. 257-268, Marzo 1991
32 A. Farina , G. Raffellini Potere fonoisolante di murature in laterizio: verifiche sperimentali di laboratorio e considerazioni applicative Costruire In Laterizio, N. 23 pagg. 378-385 (Settembre-Ottobre 1991)
48 A. Farina , P. Galaverna, G. Truffelli "RAMSETE" - un nuovo software per la previsione del campo sonoro in teatri, ambienti industriali ed ambiente esterno Atti del XXII Congresso Nazionale AIA, Lecce, 13-15 aprile 1994
49 A. Farina Tecniche di convoluzione applicate al trattamento di segnali sonori per prove di ascolto Atti del XXII Congresso Nazionale AIA, Lecce, 13-15 aprile 1994
50 A. Cocchi - A. Farina - P. Fausti - R. Pompoli - G. Semprini Prestazioni acustiche dei solai in laterizio COSTRUIRE IN LATERIZIO n° 38, MAR-APR 1994, p.156-163
87 Farina A., Brero G., Pollone G. Computer code based on experimental results for acoustical mapping of urban areas Proc. of NOISE & PLANNING 96, Pisa (28-31 May 1996)
88 Farina A., Brero G. Computer code based on experimental results for designing sound reduction devices Proc. of NOISE & PLANNING 96, Pisa (28-31 May 1996)
94 A. Farina, A. Torelli Measurement of the sound absorption coefficient of materials with a new sound intensity technique Pre-prints of the 102nd AES Conference, Berlin, 23-26 March 1997
97 A. Farina, F. Righini Software implementation of an MLS analyzer, with tools for convolution, auralization and inverse filtering Pre-prints of the 103rd AES Convention, New York, 26-29 September 1997
106 A. Farina, P. Fausti Misure di isolamento, del rumore di calpestio e del tempo di riverberazione atti del convegno Edilizia e Ambiente, Trento, 18-20 febbraio 1998
107 A. Farina Valutazione di impatto acustico previsionale relativamente alle sorgenti più diffuse Atti del Seminario sul tema "Acustica Ambientale - effetti sull'uomo e pianificazione del territorio" - Repubblica di S.Marino, 9 maggio 1998
119 A. Farina, P. Galaverna, M. Giabbani Il processo di auralizzazione: metodologia ed esemplificazione Atti del Convegno "L'acustica dei teatri storici: un bene culturale" - Ferrara, 4 novembre 1998
122 G. Fornari, A. Farina Studio della propagazione del rumore in ambienti industriali bassi e vasti Industria delle Bevande (ISSN 0390-0541), anno 27, n. 158, Dicembre 1998, pp. 585-596
125 A. Farina Misurazioni e rilievi fonometrici Atti del Seminario "L'acustica negli edifici e nelle città"- Firenze, 26 marzo 1999 
131 A. Farina Propagazione sonora e previsione del rumore negli ambienti di lavoro atti del seminario "rumore e vibrazioni negli ambienti di lavoro: dalla valutazione alla bonifica" - Modena, 23 settembre 1999
134 A. Farina Simultaneous measurement of impulse response and distortion with a swept-sine technique 108th AES Convention, Paris 18-22 February 2000
164 A. Torger, A. Farina Real-time partitioned convolution for Ambiophonics surround sound 2001 IEEE Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics - Mohonk Mountain House New Paltz, New York October 21-24, 2001.
179 A. Farina, A. Avanzini Registrazione della risposta acustica delle sale da concerto per i posteri Seminario AES-Italia "Workshop sulle tecniche di ripresa stereofoniche multicanale per le orchestre sinfoniche" - Adria, 16 maggio 2003
188 E. Armelloni, C. Giottoli, A. Farina Implementation of Real-Time Partitioned Convolution on a DSP Board 2003 IEEE Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics - October 19-22, 2003, New Paltz, NY
200 A. Farina, L.Tronchin Cap. 19 - Misure acustiche nei teatri e nelle sale nel volume "Acustica Musicale ed Architettonica", UTET Libreria, Torino 2004, ISBN 88-7750 -941-4
226 A. Farina Advancements in impulse response measurements by sine sweeps 122th AES Convention, Vienna, Austria, 5-8 May 2007
238 A. Farina Impulse Response Measurements 23rd Nordic Sound Symposium, Bolkesjø (Norway) 27 – 30 September 2007


Software

Questo e' l'elenco del software utilizzato durante le lezioni e le esercitazioni, con i relativi "Link" per poterlo scaricare.

Nome Descrizione Link
 Adobe Audition Programma per la registrazione ed il riascolto di suoni, editor di forme d'onda, semplice analisi FFT e sonogramma, gestione multitraccia, e' in grado di fungere da programma "host" per plugins in tre diversi formati (VST, Direct-X, XFM) http://www.adobe.com/it/products/audition/
 Aurora Suite di plugins XFM per Adobe Audition: generazione di segnali di test (MLS, sweep) elaborazione della risposta all'impulso, calcolo parametri acustici ISO 3382, calcolo filtri inversi. Include un modulo di convoluzione veloce, che serve per effettuare l'auralizzazione http://www.aurora-plugins.com
 AudioMulch Programma Host-VST di uso generale, programmabile mediante costruzione di diagramma a blocchi, corredato di una vasta serie di effetti. Shareware, utilizzo molto semplice. http://www.audiomulch.com
 Plogue Bidule Programma Host-VST di uso generale, programmabile mediante costruzione di diagramma a blocchi, corredato di una vasta serie di effetti. Shareware. Versioni Windows e Mac. Puo' essere usato a sua volta come plugin VST dentro un altro programma Host VST. http://www.plogue.com/
 SynthEdit Programma Host-VST e compilatore di plugins VST, con interfaccia grafica a "diagramma a blocchi". Interfaccia personalizzabile mediante "skins" editabili. Contiene una vasta libreria di oggetti grafici e di funzioni di elaborazione. Shareware. Meglio di Labview.... http://www.synthedit.com/
 SpectraRTA Analisi spettrale in bande d'ottava, terzi ed FFT, generatore di segnale per test acustici, misura dei tempi di riverberazione. Funziona con uno o due canali, puo' essere usato per registrare e per analizzare files WAV http://www.soundtechnology.com/
 SpectraPLUS Analisi FFT e in bande, funzioni di trasferimento, cross-spectrum, sonogramma, waterfall, generatore di segnale per test acustici, misura dei tempi di riverberazione. Funziona con uno o due canali, puo' essere usato per registrare e per analizzare files WAV http://www.telebyte.com/pioneer/index.html
 Ramsete Simulazione della propagazione del suono entro spazi chiusi ed all'aperto. Consente di calcolare la risposta all'impulso, e da essa derivare tutti i parametri acustici. Comprende un modulo di disegno CAD 3D ed un modulo per la mappatura dei risultati a colori o mediante curve isolivello. Consente infine l'esportazione delle risposte all'impulso in formato WAV, onde effettuare l'auralizzazione http://www.ramsete.com
 Disia Pacchetto comprendente Citymap e Disiapyr. Si tratta di programmi per la simulazione del rumore da traffico stradale e ferroviario, in grado di operare sia su vasta scala (Citymap), sia per simulazioni di dettaglio (Disiapyr). Essi sono stati sviluppati nell'ambito di un progetto DISIA finanziato dal Ministero dell'Ambiente, e costituiscono i modelli di calcolo di riferimento per il parco veicolare italiano. http://pcfarina.eng.unipr.it/Public/DISIA
 Psysound Suite di moduli Matlab, con interfaccia utente evoluta, per elaborazione di segnali audio ed analisi acustiche di ogni genere http://psysound.wikidot.com/

Nota: il software suddetto e' in gran parte software commerciale o shareware (esclusi gli ultimi due, che sono free), che funziona gratuitamente in modalita' completa per un periodo di tempo limitato, oppure funziona indefinitamente ma con funzionalita' ridotta. Gli utenti che non gradiscono questo approccio, possono utilizzare il seguente software open-source e multipiattaforma:

 Audacity Semplicissimo programma "open source" per la registrazione/riascolto dei suoni, con numerosi effetti di editing, opera anche in multitraccia. Supporta tutte le piattaforme (Windows, Mac, Linux). E' in corso il porting dei plugins Aurora all'interno di Audacity (tesi disponibile). http://audacity.sourceforge.net/
 Sonicbirth Compilatore di plugins VST e AudioUnit per piattaforma MAC, con interfaccia grafica a "diagramma a blocchi". Interfaccia personalizzabile mediante "skins" editabili. Contiene una vasta libreria di oggetti grafici e di funzioni di elaborazione. Simile a Synthedit, ma meno potente e versatile. http://sonicbirth.sourceforge.net/
 RoomEQ Applicazione JAVA per la misura delle risposta all'impulso di un ambiente con tecnica Exponential Sine Sweep ed il calcolo di un filtro di equalizzazione per impianti audio. Include un analizzatore di spettro realtime, una misura fonometrica realtime, e la misura del tempo di riverberazione. http://www.hometheatershack.com/roomeq/

Argomenti di Tesi

Sono disponibili numerosi argomenti di tesi, per tutte le branche di Ingegneria. Se ne elencano di seguito alcuni, ma altri sono disponibili, per cui si consiglia di contattare il docente per maggiori informazioni.

Attenzione: in Acustica Applicata si fanno solo tesi sperimentali di grande impegno, quindi se cercate una tesi "leggera" e rapida, siete nel posto sbagliato...
 

Titolo Descrizione CdL suggeriti
Amplificatore audio digitale intelligente

Gia' Assegnata!

(Marco Zanettini, tirocinio post-laurea)

 

Ricerca svolta in collaborazione con ST Microlectronics, Car Radio Multimedia group, che mette a disposizione una borsa di studio annuale. Lo scopo e' quello di progettare e realizzare un prototipo di dispositivo integrato di potenza, dotato di un piccolo DSP, in grado di pilotare uno o piu' altoparlanti in modo intelligente. Il DSP integrato nel dispositivo potrebbe essere impiegato per la cancellazione attiva del rumore, per la modifica dinamica della curva di equalizzazione e del guadagno in funzione del rumore di fondo, e per la correzione della risposta non lineare dell'altoparlante. Lo studente avra' modo di lavorare come stagista presso la ST Microelectronics, partecipando attivamente alla sperimentazione, ed acquisendo una esperienza professionale sul campo estremamente utile per il successivo inserimento nel mondo del lavoro Elettronica, Telecomunicazioni, Informatica
Sviluppo di software per la simulazione "a modelli fisici" di strumenti musicali

Gia' Assegnata!

(Giovanni Capra)

 

Ricerca svolta in collaborazione con il Conservatorio di Parma, e finalizzata alla creazione di generatori di segnali musicali (VST Instruments), suonabili via MIDI, in grado di emulare il suono di strumenti musicali partendo da una simulazione fisica dei fenomeni al'origine della generazione e propagazione del suono.
Il laureando dovra' anzitutto caratterizzare la sonorita' dello strumento prescelto mediante misure e registrazioni del suono di uno strumento "vero", indi cercare di emularlo fedelmente mediante lo sviluppo di un modulo software "plugin" multi-piattaforma (Windows/Mac/Linux) nello standard dominante (VST, della Steinberg). E' richiesta una certa esperienza di programmazione in C++ e qualche conoscenza di elaborazione numerica dei segnali audio.
Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni, Meccanica
Misure impianto audio autoveicoli

Gia' Assegnata!

(Simone Tonelli)

ma da gennaio 2010 cerchiamo un nuovo laureando

Ricerca svolta in collaborazione con ASK Industries, Reggio Emilia. Lo scopo e' quello di valutare la qualita' acustica percepita di un impianto audio "automotive", basandosi sia su innovative tecniche di misura (STI, AQT, PEAQ), sia su test di ascolto eseguito entro i veicoli o in camera di riascolto. Si impiegano tecniche di registrazione mono, binaurale, o con array di microfoni. A seconda delle capacita' del laureando, si sviluppa software di misura o di analisi "ad hoc" (in Matlab o in Visual C), si definiscono nuove metriche di valutazione, si analizzano statisticamente i risultati dei test soggettivi, si progettano nuove strategie di equalizzazione temporale, spettrale e spaziale del sistema di riproduzione sonora. Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni, Meccanica
Cancellazione Attiva del Rumore Ricerca svolta in collaborazione con ASK Industries, Reggio Emilia e con SIDEL, Parma. Lo scopo e' quello di progettare e realizzare un prototipo di dispositivo, basato su DSP, per l'elaborazione in tempo reale del segnale catturato da un microfono primario. Il segnale filtrato viene emesso da uno o piu' altoparlanti, generando un campo sonoro in controfase che cancella il rumore originario. Si richiede allo studente la capacita' di programmare dispositivi DSP (anche usando interfacce di alto livello tipo "diagramma a blocchi"), di eseguire misure di risposta all'impulso (Aurora) e spettrali (SpectraRTA), e di lavorare anche in officina per realizzare le componenti meccaniche del dispositivo. Meccanica, Elettronica, Informatica
Analisi della qualita' sonora di prodotti da forno Ricerca svolta in collaborazione con Barilla, Parma. Lo scopo e' l'ottimizzazione del suono che si genera durante la frattura e/o la masticazione di prodotti da forno (quali biscotti, fette biscottate, cracker, grissini, etc.). Si utilizzano sia registrazioni binaurali per una analisi oggettiva del suono prodotto, sia test di assaggio con soggetti umani, al fine di operare una raccolta di questionari ed ottenere una analisi soggettiva delle sensazioni evocate.  Meccanica, Meccanica per l'Industria Alimentare, Informatica, Gestionale
Utilizzo di ultrasuoni nell'industria alimentare Ricerca svolta in collaborazione con Barilla, Parma. Si tratta di valutare le possibilita' di utilizzo di una sezione di trattamento con ultrasuoni per la sanificazione e/o l'omogenizzazione di fluidi alimentari, sia come unico trattamento, sia come trattamento sinergico con altri dispositivi. Il laureando dovra' affiancare un assegnista di ricerca nell'effettuazione di sperimentazioni su linea pilota e nell'analisi dei risultati. Meccanica, Meccanica per l'Industria Alimentare
Analisi del rumore di pompe ad ingranaggi Ricerca svolta in collaborazione con Casappa, Parma. Lo scopo e' quello di sviluppare nuove metodiche di analisi del segnale, applicabili sia al rumore generato durante il funzionamento di pompe ad ingranaggi, sia al segnale di "pressure ripple" rilevabili nel circuito di mandata della pompa. Ci si attende sia di trarre utili indicazioni al fine di individuare problemi nella pompa (diagnostica), sia di riuscire a sviluppare nuove pompe meno rumorose e di durata maggiore. Meccanica, Elettronica
Analisi del suono generato da dispositivi di riproduzione sonora d'epoca Ricerca svolta in collaborazione con la Casa del Suono, Parma. Si tratta di misurare le caratteristiche sonore di antichi grammofoni o ricevitori radio, facenti parte della famosa collezione Patane'. Le registrazioni effettuate potranno venire usate tal quali nella parte espositiva della Casa del Suono, o anche essere "Virtualizzate" facendo impiego delle avanzate tecniche di analisi e risintesi disponibili presso il laboratorio di riproduzione virtuale della Casa del Suono. Telecomunicazioni, Elettronica
Riproduzione sonora mediante array di altoparlanti Ricerca svolta in collaborazione con la Casa del Suono, Parma e con l'universita' di York (UK), Music Technology Department. Si tratta di realizzare registrazioni o composizioni, principalmente di eventi musicali, ma anche di "effetti speciali", da riprodurre su uno od entrambi i sistemi di riproduzioni WFS della Casa del Suono: il Lampadario Sonoro e la Sala Bianca. Il laureando dovra' acquisire anzitutto una adeguata comprensione dei meccanismi fisici alla base della Wave Field Synthesis, e padroneggiare il sistema Hardware e Software che opera preso la Casa del Suono. Indi dovra' realizzare uno o piu' "documentari sonori" che verranno "proiettati" presso la Casa del Suono, e successivamente anche presso l'Universita' di York. Telecomunicazioni, Elettronica, Informatica
Tecniche di ripresa multimicrofonica virtuale

Gia' Assegnata!

(Lorenzo Chiesi,
ormai laureato)

Laura Correggi
(gen 2010- lug 2010)

Ricerca svolta in collaborazione il Centro Ricerche RAI, Torino. Lo scopo e' lo sviluppo di un dispositivo multimicrofonico per la registrazione di eventi "Live" quali concerti, eventi sportivi, teatro, etc., in tutti i casi in cui non e' possibile utilizzare radiomicrofoni collocati preso le sorgenti sonore. Gli array microfonici impiegati sono l'Holophone  e l'Eigenmike 32. Il laureando dovra' effettuare una serie di registrazioni di prova con questi dispositivi, elaborare le tracce registrate in modo da sintetizzare un adeguato numero di microfoni virtuali con idonea direttivita' e puntamento, e gestire l'organizzazione di appositi test di ascolto "surround" con ascoltatori specializzati, al fin di individuare la miglior tecnica di elaborazione del segnale. Telecomunicazioni, Elettronica, Informatica
Misurazione di risposte all'impulso tridimensionali in teatri e sale da concerto

Gia' Assegnata!

(Lorenzo Aschieri, ormai laureato)

ma da gennaio 2010 cerchiamo un nuovo laureando

Ricerca svolta in collaborazione con AIDA srl, Parma e con l'Universita' Politecnica di Valencia (Spagna). Lo scopo e' quello di sviluppare una metodica di misurazione delle caratteristiche acustiche di un locale per lo spettacolo, facendo impiego di un nuovo sistema di registrazione portatile dotato di sonda microfonica tetraedrica, denominato Brahma. Il laureando dovra' effettuare misure con la tecnica "sine sweep" in numerose sale, confrontando i risultati della nuova tecnica con quelli tradizionali, ed utilizzando i risultati per proporre idonee correzioni acustiche ai locali misurati. Elettronica, Civile, Telecomunicazioni
Porting sotto Audacity dei plugins Aurora Il progetto, recentemente avviato grazie all'attivita' dell'assegnista di ricerca Simone Campanini, si prefigge di ricompilare la suite di plugins Aurora (www.aurora-plugins.com) come moduli addizionali per il programma open-source e multipiattaforma Audacity.
Il laureando avra' la possibilita' di partecipare allo sviluppo dei nuovi moduli software, operando sulla piattaforma preferita (Windows, Mac, Linux), e di testarne la corretta funzionalita' mediante esperimenti di misura e di ascolto, eseguiti per confronto sia con l'attuale implementazione per Adobe Audition, sia con strumentazione di laboratorio d'avanguardia (Audio Precision, Bruel & Kjaer, etc.).
Informatica, Telecomunicazioni, Elettronica
Analisi non distruttiva di affreschi mediante misurazioni acustiche e vibrazionali

Gia' Assegnata!

(Lucia Predari,
ormai laureata)

ma da gennaio 2010 cerchiamo un nuovo laureando

Ricerca sponsorizzata dalla Fondazione Cariparma, Parma. Lo scopo e' quello di mettere  a punto una nuova metodica di test a bassissima invasivita', finalizzata alla localizzazione di aree strutturalmente degradate di intonaci, affreschi, mosaici, ed altre strutture di valore storico. La nuova metodica fa impiego di un segnale "sine sweep", onde operare con livello di pressione molto contenuto; di un array di altoparlanti, onde concentrare la sollecitazione sonora in una ristretta area della superficie da scansionare; e di un array di microfoni (oppure di un misurare laser di velocita'), onde rilevare in modo puntuale la risposta vibrazionale della struttura sollecitata. Il laureando dovra' anzitutto operare una verifica della nuova metodica su campioni artificiali in laboratorio, e poi effettuare test sperimentali "in situ" presso chiese o altri edifici storici di Parma. Civile, Meccanica
Sviluppo di un sistema sonar per "sub-bottom profiling" Ricerca svolta in collaborazione con WASS, La Spezia e Livorno. Scopo della ricerca e' lo sviluppo di un sistema Sonar a bassa frequenza, operante nel campo audio (1000-20000 Hz), a banda larga, al fine di ottenere una buona penetrazione nel fondale marino e poter visualizzare la stratigrafia sottostante. Il sistema utilizza un array di 16 idrofoni ed una sorgente subacquea alimentata con segnale sine sweep. Il laureando dovra' effettuare una serie di prove in laboratorio, in vasca ed in mare, onde validare la funzionalita' del sistema, elaborando i risultati delle tracce acquisite in modo da ottenere immagini tridimensionali della stratigrafia del fondale. Elettronica, Ambiente e Territorio, Informatica
Sviluppo di un sistema di registrazione subacquea tridimensionale Ricerca svolta in collaborazione con Parco Miramare di Trieste e con AIDA srl, Parma. Scopo della ricerca e' lo sviluppo di un dispositivo per la registrazione subacquea a 4 canali, in grado di determinare la direzione di provenienza del suono, da utilizzare per monitoraggio ambientale subacqueo in aree marine protette. Il laureando dovra' seguire lo sviluppo elettromeccanico del prototipo ed effettuarne la caratterizzazione prestazionale con test in vasca ed in mare. Elettronica, Ambiente e Territorio, Informatica, Meccanica
Messa a punto di un sistema "Acoustic Camera"

Gia' Assegnata!

(Marco Zanettini, ormai laureato)

da luglio 2010 cerchiamo un nuovo laureando

Ricerca svolta in collaborazione con AIDA srl, Parma. Lo scopo e' quello di rimettere in funzione il sistema di "acoustic camera" che era stato realizzato 4 anni fa, e che ora puo' fare impiego di microfoni di alta qualita' e di un nuovo sistema hardware portatile di acquisizione, cosa che ne dovrebbe consentire l'utilizzo anche fuori dal laboratorio. Il laureando dovra' anzitutto riassemblare e riportare in operativita' il sistema, indi verificarne le prestazioni mediante una serie di misurazioni da effettuare sia in laboratorio, sia in ambiente industriale. Se versato nella programmazione, potra' anche partecipare allo sviluppo del nuovo applicativo software in tempo reale, che dovrebbe sostituire l'esistente software Matlab di elaborazione "off line". Meccanica, Civile, Elettronica, Informatica
Mappatura del rumore ambientale mediante misure e simulazioni

Gia' Assegnata!

(Luciano Barbieri)

Ricerca svolta in collaborazione con il Comune di Parma, Assessorato all'Ambiente. Si tratta di realizzare un primo prototipo di centralina per il monitoraggio acustico delle aree urbane, basato sull'assemblaggio di componenti gia' esistenti di basso costo. Il laureando dovra' effettuare una serie di rilevazioni posizionando le centraline nei punti caldi della citta', al fine di addivenire alla realizzazione della mappa del rumore nella citta' di Parma, facendo anche impiego del software di simulazione Citymap. Ambiente e Territorio, Civile
Sviluppo di un sistema di misura "low cost" per l'acustica edilizia

Gia' Assegnata!

(Fabrizio Bianconi)

Ricerca svolta in collaborazione con AIDA srl, Parma. Si tratta di verificare la possibilita' di utilizzare strumentazione di basso costo, facente impiego di apparecchi audio digitali sviluppati originariamente nel settore musicale, per l'effettuazione di misure di acustica edilizia, grazie alle recenti norme tecniche che consentono l'utilizzo del segnale sine sweep. Questo rende possibile usare un piccolo altoparlante, e registratori audio digitali low cost. Il laureando dovra' effettuare una campagna di misurazioni comparative, usando sia la nuova metodica, sia quella tradizionale, e confrontare i risultati ottenuti in una serie di edifici civili e pubblici (scolastici, ospedalieri, etc.). Civile

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Ultima revisione: 20/09/10