¿QUÉ ES EL ALIASING?

¿Qué es el aliasing? Esto es de lo que voy hablarte hoy en mi blog. No te preocupes si no sabes lo que es, te lo voy a explicar de la forma más amena posible 🙂

¿Comenzamos?

¡Vamos!

Este concepto lo escuché la primera vez en la clase de ASD (Análisis de Sistemas Digitales). Era una de las pocas asignaturas que me gustaban, aunque, fácil no era jeje.

Quiero hablarte de este fenómeno por que estoy seguro de que lo has presenciado alguna vez…muchas más veces de lo que te imaginas. Y seguro, te va a resultar curioso 🙂

El aliasing suele aparecer en diferentes lugares de la naturaleza y de la ingeniería.

En la naturaleza, este fenómeno puede aparecer: en el aleteo de una mosca, en el las aspas de un ventilador o en las llantas de un coche cuando están girando.

Estos son algunos ejemplos que puedes observar en tu día a día y que a lo mejor no te habías percatado.

Y en la Ingeniería suele aparecer, sobre todo, en el procesado de la señal de audio y video, fotografía, etc.

Seguramente, te estarás preguntando, que sigues sin enternder y saber que és el aliasing. Y yo te diré: sigue leyendo y verás como al final sí que sabes lo que es 🙂

Problemas que conlleva el aliasing en la ingeniería.

En el procesado de la señal de audio o video, este problema lo encuentras en la conversión de analógico/digital.

Los ingenieros que diseñan los conversores analógicos/digitales tienen muy en cuenta la manera de evitar éste fenómeno: por que realmente es un problema.

Cuando digitalizas una señal (en un futuro post hablaré sobre todos los pasos de digitalización de una señal) y obtienes sus muestras, hay una serie de «reglas» que hay que seguir para hacerlo bien. Por que sino, cuando quieras recuperar la señal original, es decir, hacer el proceso inverso digital/analógico, no vas a obtener la señal que esperabas.

Un ejemplo de como se está muestreando mal una señal, es la foto de arriba.

La señal original es la linea roja.

Los cuadradillos azules son las muestras que se han recogido.

Y la linea azul es la señal que se obtendría.

¿ Son la misma señal ? Es obvio que no.

Explicación campechana del Aliasing

¡Ahora sí!

Te voy a explicar de una forma campechana que es el aliasing para que lo puedas entender y, más adelante, lo explicaré con algunas formulas matemáticas que no son muy complicadas xP.

Normalmente, cuando ves algunos de los ejemplos de la naturaleza, que he enumerado anteriormente, en todos ellos estás captando una señal que no es la original. Eso ocurre por que tu ojo tiene una frecuencia de muestreo y no está registrando o muestreando bien la señal.

¿Has observado alguna vez las llantas de un coche cuando están en movimiento ?

Sí, verdad.

¿Qué ocurre?

No parece que están girando en sentido contrario al que se supone que van.

¿Y con el aleteo de una mosca?

También la has observado alguna vez, ¿no?

No parece que las alas no se mueven cuando sabemos que sí.

Pues eso es el aliasing visto desde el ojo humano.

El aleteo de una mosca, el giro de las llantas de un coche, las hélices de un helicóptero o… cuando movemos un lápiz muy rápido. Se mueven a una frecuencia mucho más rápida de la que podemos captar con el ojo humano. Y el resultado, es que vemos una frecuencia o movimiento diferente.

Es decir, estamos recogiendo muestras de forma errónea: como en la foto de más arriba.

Estoy usando como ejemplo nuestra vista y la capacidad de retener una frecuencia, en este caso, de movimientos.

Explicación un poco más técnica del Aliasing

Ahora te voy a decir unos ejemplos con una señal sinusoidal.

Para digitalizar una señal hace falta muestrearlo. Pero ¿a qué frecuencia hay que muestrear?

Como decía un tal Nyquist : Hay que muestrear al doble de la máxima frecuencia a muestrear.

Esta frecuencia se llama : Frecuencia de Nyquist o Teorema del muestreo.

Muestreando a esta frecuencia te aseguras de poder recuperar la señal original cuando haces el proceso inverso digital/analógico. Y así, no haces aliasing.

Ejemplo:

Si tengo una señal de 10.000Hz, la frecuencia de muestreo es de 20.000Hz. Así me aseguro de tener la misma señal digitalmente y también poder recuperar la analógica. Da igual que utilicemos una frecuencia de muestreo de 40.000 Hz o 50.000 Hz, la calidad será la misma que con 20.000 Hz.

Pasa lo mismo con una fotografía y las señales de video.

El aliasing se produce cuando la frecuencia de muestreo es menor a la frecuencia de Nyquist, obteniendo una señal totalmente diferente a la original. Afecta más a las frecuencias altas, que se pierden antes, por lo tanto los tonos agudos se verán más afectados por el aliasing.



La señal número 1 es una señal muestreada correctamente. Y la segunda, es como no se tiene que muestrear.

Ya lo hemos visto anteriormente 😉

Te dejo unos vídeos explicativos sobre el aliasing que seguro te van a gustar. Esta vez no los he hecho yo jejeje.

Aquí tienes el vídeo 1 y aquí el vídeo 2.

Y hasta aquí el artículo de esta semana. Como siempre, espero que si te a gustado te suscribas y esas cosas.

Un abrazote enorme ! 🙂