I rumori

Ciao e benvenuto su gregorioferraris.com. In questo articolo approfondirò i rumori , noise in inglese, che vengono largamente usati in ambito audio. In questo articolo approfondisco il suono semplici e le sinusoidi, mentre qui approfondisco le forme d’onda elementari e in fine in questo articolo approfondisco il suono complesso. Nel caso tu non conoscessi le basi del suono ti consiglio la lettura degli articoli sopracitati per capire a pieno i concetti che approfondirò in questo articolo.

Si parla spesso del valore de rumore in ambito audio definendolo un mero disturbo. Non è così semplice, se è vero che in molti casi il rumore è il nemico di una buona registrazione; è anche vero che in molti casi alcuni rumori sono dei validi alleati del fonico.

Suono o rumore?

suono o rumore?
suoni o rumori

C’è un motivo per cui in ambito professionale si parla di segnali e non di suoni. Usando i termini rumore e suono si da un giudizio estetico del contenuto. Tutta via ci sono casi, come vedremo nell’articolo, in cui il rumore è fondamentale. I parametri soggettivi non sono in grado di dirci gran ché su ciò che è un suono o su cosa sia un rumore: per voi lo stereo del vostro vicino con la tecno o il metal al massimo di volume può essere un rumore terribile, ma per lui è il suono più bello che sia mai stato prodotto nella storia.

Solitamente in teoria dell’informazione con il termine segnale si intende una trasmissione in grado di trasmettere un’informazione. Con il termine rumore invece intendiamo tutti i disturbi e le componenti indesiderate del segnale.

Non esiste in realtà un confine netto tra segnale e rumore. Un segnale che in alcuni casi possiamo considerare un rumore può diventare una preziosissima fonte di informazioni in altri casi. Il rumore o la sua assenza possono trasmettere molte informazioni.

Possiamo quindi fare una distinzione in due tipi di rumore, il rumore “buono” e il rumore causale.

I rumori buoni

Con il termine rumore buono intendiamo tutta quella serie di segnali che noi usiamo per determinati scopi. Il rumore buono differisce dagli altri rumori solo per l’utilizzo che noi ne possiamo fare. Ad’esempio il rumore è lo strumento principale per analizzare le prestazioni acustiche di una stanza o di un determinato circuito elettrico; ma non solo alcuni rumori sono immessi volontariamente nel processo di mastering per limitare l’effetto di altri disturbi più insidiosi.

I rumori causali

Il rumore causale è quel rumore generato per errore dalla sorgente o dal mezzo di trasmissione. Ad esempio sui supporti analogici lo sfregamento meccanico delle componenti sul supporto, le proprietà del supporto stesso o imperfezioni introducevano una quantità di rumore. Come ho accennato nell’articolo del floating point, neppure la tecnologia digitale è esente dal problema di introduzione di rumore.Anche la trasmissione di un segnale non è esente dal rumore, ogni circuito elettrico genera la un rumore casuale.

Quello che caratterizza la maggior parte dei i rumori è la completa casualità dello spettro che li compongono. Infatti in questo tipo di segnali sono composti da tutte le frequenze con correlazione di fase e di ampiezza random. L’ampiezza variando in maniera causale fa si che tutte le frequenze vengano emesse alla massima ampiezza possibile in diversi momenti di tempo.

I vari tipi di rumore

Esistono anche vari tipi di rumori. I più comuni sono segnali continui nel tempo, ma ne esistono anche di natura impulsiva. I rumori impulsiva sono distinti dai rumori continui dall’inviluppo del segnale, se il rumore continuo ha un’andamento costante nel tempo i segnali impulsivi sono caratterizzati da un attacco velocisssimo di una discreta ampiezza e da un decadimento, un sostegno e il rilascio anch’essi veloci ma di ampiezza trascurabile. I rumori digitali invece sono solamente accomunati da essere introdotti da una sorgente digitale, possono essere di natura impulsiva (come il glicht e i pop) o continua come il rumore di quantizzazione o lo jitter. In questo articolo tratterò solo dei rumori continui in quanto sono quelli solitamente più usati.

Come abbiamo visto molti rumori sono caratterizzati solitamente da una distribuzione su tutto lo spettro di frequenze dei ampiezza e correlazione di fase random. Anche se si tratta di fenomeni con correlazioni completamente causali ci sono delle caratteristiche che ci permettono di creare diverse classificazioni. I vari rumori vengono classificati in base allo spettro in essi contenuto, in particolare alla loro linearità. Molti dei nomi dei vari rumori sono assegnati in analogia con quello che si riteneva essere lo spettro luminoso di un determinato colore.

colore dei rumori
spettro dei rumori abbinati ai colori

Withe noise

Il white noise, rumore bianco in italiano, prende la suo nome dall’analogia dello spettro con quello della luce bianca. Il suo spettro è quindi composto da tutte le frequenze della stessa ampiezza. Questa condizione teorica non sussiste mai nella realtà, si riesce infatti a produrre solo in una determinta banda.

Spettro rumore bianco
Spettro rumore bianco

Il nostro orecchio non risponde in maniera lineare a tutte le frequenze. Le alte frequenze generano una sensazione uditiva più intensa a parità di decibel. Il rumore bianco viene quindi percepito come un suono molto chiaro.

Test di ascolto white noise

Pink noise

Il pink noise è analogo al white noise ma la sua energia si concentra nello spettro delle basse frequenze; all’aumentare decresce con una pendenza di 3/dB su ottava.

Spettro rumori rosa
Spettro del rumore rosa

Questa pendenza serve a compensare la nostra percezione dando una sensazione di linearità al rumore di ascolto.

Test di ascolto rumore rosa

Brown noise

Il Brown noise è anche chiamato erroneamente rumore marrone. L’errore sta nel fatto che l’utilizzo nel nome del termine Brown non è derivato dal colore marrone ma dal botanico Robert Brown, scopritore dei moti Browniani. Nella analogia con lo spettro luminoso viene anche chiamato Red noise perché il suo spettro ricorda la composizione della luce rossa. Lo spettro del Brown noise decresce proporzionalmente a f2, questo vuol dire che la riduzione di ampiezza è di 6dB/ottava.

Spettro rumore rosso

L’effetto sonoro del Brown noise è un suono molto cupo.

Blue nosie

Il blue noise, rumore blu, prende il nome dall’analogia della risposta in frequenza del contenuto armonico con lo spettro luminoso del colore blu. Il Blue noiose è l’inverso del rumore rosa. Il suo spettro cresce di 3dB/ottava.

spetrro del rumore blu
Blue noise

Il suono del rumore blu risulta essere abbastanza fastidioso e poco gradevole da sentire a causa dell’abbondanza di alte frequenze in esso contenuto.

Violet noise

Il violet noise, rumore viola, è l’inverso del rumore Rosso. Il suo spettro si concentra sulle alte frequenze in maniera analoga allo spettro dalle luce viola. La sua ampiezza incrementa le alte frequenze con una pendenza di 6dB/ottava.

Spettro dei rumori viola
Purple noise

Avendo la maggior parte delle energie in un’area di bassa sensibilità dell’orecchio il suo suono risulta essere un sibilo molto sottile.

Grey noise .

Il Grey noise, rumore grigio, è un rumore bianco filtrato con un filtro in pesatura A inversa.

Spettro del rumore grigio
Spettro del rumore grigio

Questa tipologia di rumore è estremamente lineare all’ascolto, ricalcando la curva isofoniche di Fleccer & Munson.

L’utilizzo dei rumori in ambito audio

Tra questi rumori sicuramente quelli che rivestono una maggiore importanza in ambito audio sono due, il White noise e Il pink noise. Ma non solo, infatti i rumori sono usatissimi in molti ambiti tecnologici per scopi diversissimi tra loro. Qui sotto riporto solo alcuni esempi più diffusi dell’uimpiego dei rumori in elettronica.

Il white noise è molto usato per testare la linearità degli impianti e della strumentazione elettronica usata. Grazie alla sua linearità su tutto lo spettro di frequenze udibili ci riesce a dare dati precisi sul comportamento dei nostri circuiti nelle diverse bande di frequenza.

Il rumore rosa invece è usato principalmente per testare impianti e avere un riferimento più vicino all’ascolto umano. Anche se il colore grigio nasce per essere il più lineare possibile le differenze percettive tra individui diversi, il modificarsi dei rapporti percettivi al variare della frequenze, rende il rumore rosa l’approssimazione migliore.

Esistono alcune applicazioni anche per l’utilizzo dei rumori impulsivi. Ad esempio per calcolare RT60 (il tempo necessario al segnale per ridursi di 60dB) di una stanza vengono usati impulsi molto rapidi di rumore bianco.

Conclusioni

L’argomento del rumore è sicuramente un argomento molto vasto, che non può essere racchiuso in un articolo solo. Ho escluso dalla trattazione i rumori digitali e i rumori impulsivi, che presentano le loro specificità. I rumori continui da me spiegati sono i più diffusi e quelli con cui potrai avere più a che fare nelle prime fasi del tuo percorso da fonico. Ci tengo a ribadire l’importanza di studiare le basi teoriche che stanno dietro a i concetti della fonia. Studiando si nota come il mondo dell’audio engineering sia immerso in ambiti di studi molto vasti, è il rumore ne è un esempio. Il rumore è studiato e utilizzato in ambiti di ingegneria elettronica. Come abbiamo visto il rumore non è solamente un nemico da combattere, ma a seconda dei casi può essere un valido alleato. Pensiamo al rumore della puntina che scorre sul vinile, un rumore che adesso ricerchiamo ma all’epoca dava anche un pò fastidio. Anche la pastosità dell’audio analogico è dovuta in gran parte alle imprecisioni (che aggiungono rumore) e al rumore di fondo stesso, anche se il rumore è un nemico del fonico, ora rimpiangiamo spesso quella sensazione rumorosa di quei suoni che abbiamo tanto apprezzato.

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