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  <name>Filtros Anti-Aliasing</name>

  <metadata>
  <md:version>1.1</md:version>
  <md:created>2005/08/01 14:17:06 GMT-5</md:created>
  <md:revised>2005/08/09 14:20:18 GMT-5</md:revised>
  <md:authorlist>
      <md:author id="jrom">
      <md:firstname>Justin</md:firstname>
      
      <md:surname>Romberg</md:surname>
      <md:email>jrom@rice.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="fpmeza">
      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
      <md:email>fpmeza@utep.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="erikaj">
      <md:firstname>Erika</md:firstname>
      <md:othername>Sarait</md:othername>
      <md:surname>Jackson</md:surname>
      <md:email>erikaj@utep.edu</md:email>
    </md:author>
  </md:authorlist>

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    <md:maintainer id="fpmeza">
      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
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      <md:firstname>Erika</md:firstname>
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  </md:maintainerlist>
  
  <md:keywordlist>
    <md:keyword>alias</md:keyword>
    <md:keyword>aliasing</md:keyword>
    <md:keyword>Anti-Aliasing</md:keyword>
    <md:keyword>filtro</md:keyword>
    <md:keyword>muestreo</md:keyword>
  </md:keywordlist>

  <md:abstract>Este modulo discute sobre Anti-Aliasing y da ejemplos de filtros que pueden ser usados para evitar el aliasing.</md:abstract>
</metadata>


  <content>
    <section id="sec1">
      <name>Introduction</name>
      <para id="para1">
	La idea de  <cnxn document="m12973" strength="8">aliasing</cnxn>
	fue descrita como el problema que ocurre si una señal es no <cnxn document="m12964" strength="8">muestreada</cnxn> en un valor suficientemente grande (por ejemplo, debajo de la <cnxn document="m12971" strength="7">Frecuencia de Nyquist </cnxn>).  Pero exactamente ¿qué tipo de distorción produce el aliasing?
      </para>

      <figure orient="vertical" id="fig1">
	<subfigure id="subf1">
	  <media type="image/png" src="anti1.png"/>
	  <caption>

	  </caption>
	</subfigure>
	<subfigure id="subf2">
	  <media type="image/png" src="anti2.png"/>
	  <caption>

	  </caption>
	</subfigure>
      </figure>

      <para id="afterfigs">
	Frecuencias altas en la señal original "se dobla" en frecuencias bajas. 
      </para>
      
      <para id="para2">
	Frecuencias altas disfrazadas como frecuencias bajas producen artefactos	<emphasis>altamente indeseables</emphasis> en la señal reconstruida.
	<note type="Cuidado">Debemos de evitar el aliasing de la forma que podamos.</note>
      </para>
    </section>
    
    <section id="sec2">
      <name>Evitando el  Aliasing</name>
      <para id="para3">
	¿Cómo si esto es impracticamente/imposible para muestras como
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:gt/>
	    <m:ci>
	      <m:msub>
		<m:mi>Ω</m:mi>
		<m:mi>s</m:mi>
	      </m:msub>
	    </m:ci>
	    <m:apply>
	      <m:times/>
	      <m:cn>2</m:cn>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>Ω</m:mi>
		  <m:mi>B</m:mi>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>?
      </para>

      <para id="para4">
	Filtre hacia afuera las frecuencias anteriores
	<m:math>
		<m:apply>
			<m:divide/>
			<m:ci>
				<m:msub>
					<m:mi>Ω</m:mi>
					<m:mi>s</m:mi>
				</m:msub>
			</m:ci>
			<m:cn>2</m:cn>
		</m:apply>
	</m:math>
	<emphasis>antes </emphasis> de que muestree, la mejor forma de visualizarlo es imaginar los siguientes pasos:

	<list id="samp_steps" type="enumerated">
		<item>
	    Tomar la CTFT (Transformada de Fourier de Tiempo-Continuo) de la señal, 
	    <m:math>
				<m:apply>
					<m:ci type="fn">f</m:ci>
					<m:ci>t</m:ci>
				</m:apply>
			</m:math>.
	  </item>
		<item>
	    Pasar la señal a través de un filtro pasa bajas con las siguiente especificación, 
	    <m:math>
				<m:apply>
					<m:eq/>
					<m:ci><m:msub>
							<m:mi>ω</m:mi>
							<m:mi>c</m:mi>
						</m:msub></m:ci>
					<m:apply>
						<m:divide/>
						<m:ci><m:msub>
								<m:mi>Ω</m:mi>
								<m:mi>s</m:mi>
							</m:msub></m:ci>
						<m:cn>2</m:cn>
					</m:apply>
				</m:apply>
			</m:math>.
	  </item>
		<item>
	    Ahora tenemos una gráfica de nuestra señal en el dominio de frecuencia con todos los valores de  
	    <m:math>
				<m:apply>
					<m:gt/>
					<m:apply>
						<m:abs/>
						<m:ci>ω</m:ci>
					</m:apply>
					<m:apply>
						<m:divide/>
						<m:ci><m:msub>
								<m:mi>Ω</m:mi>
								<m:mi>s</m:mi>
							</m:msub></m:ci>
						<m:cn>2</m:cn>
					</m:apply>
				</m:apply>
			</m:math> igual a cero. Ahora tomamos la inversa de la CTFT para regresar a nuestra señal de tiempo continuo,
	    <m:math>
				<m:apply>
					<m:ci type="fn">
						<m:msub>
							<m:mi>f</m:mi>
							<m:mi>a</m:mi>
						</m:msub>
					</m:ci>
					<m:ci>t</m:ci>
				</m:apply>
			</m:math>.
	  </item>
		<item>
	    Y finalmente estamos listos para muestrear nuestra señal.
	  </item>
	</list>
</para>

      <!-- fig graph -->

      <example id="expl">
	<para id="exp1">
	  Valor de muestra para 
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:ci>CD</m:ci>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:cn type="real">44.1</m:cn>
		<m:ci>KHz</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>. 
	</para>

	<para id="exp2">
	  Muchos instrumentos musicales, contienen las frecuencias arriba de 	  
  <m:math>
    <m:apply>
      <m:times/><m:cn>22</m:cn>
      <m:ci>KHz</m:ci>
    </m:apply>
  </m:math>
	   (aun cucando no los podemos escuchar).
	</para>

	<para id="exp3">
	  Debido a esto, podemos filtrar la señal de salida del instrumento antes de que la muestremos usando el siguiente filtro:
	
	<figure id="fig3">
	  <media type="image/png" src="anti3.png"/>
	  <caption>
	    Este filtro cortara la frecuencia alta inecesaria, donde 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:gt/>
		<m:apply>
		  <m:abs/>
		  <m:ci><m:msub>
		    <m:mi>ω</m:mi>
		    <m:mi>c</m:mi>
		  </m:msub></m:ci>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:cn>2</m:cn>
		  <m:pi/>
		  <m:cn>22</m:cn>
	    <m:ci>kHz</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </caption>
	</figure>
	</para>

	<para id="exp4">
	  Ahora la señal esta lista para ser muestreada.
	</para>
      </example>


      <example id="exmpl2">
	<name>Otro Ejemplo</name>
	<para id="exp21">
	  El discurso del ancho de banda es 
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:gt/>
	      <m:apply>
		<m:ci><m:mo>±</m:mo></m:ci>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		<m:cn>20</m:cn>
	      <m:ci>kHz</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>, pero es perfectamente inteligible cuando el filtrado pasa baja a un rango 
      <m:math>
	<m:apply>
	  <m:ci><m:mo>±</m:mo></m:ci>
	  <m:apply>
	    <m:times/>
	    <m:cn>4</m:cn>
	    <m:ci>kHz</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:apply>
      </m:math> .  Debido a esto podemos tomar una señal de discurso normal y pasarla a través del filtro como la mostrada en la  <cnxn target="fig3" strength="8"/>, donde ahora ponemos 
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:gt/>
	      <m:apply>
		<m:abs/>
		<m:msub>
		  <m:mi>ω</m:mi>
		  <m:mi>c</m:mi>
		</m:msub>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:cn>2</m:cn>
		<m:pi/>
		<m:cn>4</m:cn>
		  <m:ci>kHz</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>.  La señal que recibimos de este filtro solamente contiene valores donde  
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:gt/>
	      <m:apply>
		<m:abs/>
		<m:ci>ω</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:cn>8</m:cn>
		<m:pi/>
		<m:ci>k</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>.
	</para>

	<!-- figure -->

	<!-- figure -->

	<!-- figure -->

	<para id="exp22">
	  Ahora podemos muestrear en  
	  <m:math>
		<m:apply>
			<m:eq/>
			<m:apply>
				<m:times/>
				<m:cn>16</m:cn>
				<m:pi/>
				<m:ci>k</m:ci>
			</m:apply>
			<m:apply>
				<m:times/>
				<m:cn>8</m:cn>
				<m:ci>kHz</m:ci>
			</m:apply>
		</m:apply>
	</m:math> -- rango de la telefonía estandard.
	</para>
      </example>

    </section>
  </content>  
</document>
