Studio della deviazione percettiva di campioni audio restaurati digitalmente

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STUDIO DELLA DEVIAZIONE PERCETTIVA DI CAMPIONI 
AUDIO TRATTATI DIGITALMENTE 
 
INTRODUZIONE 
Si può riassumere l’oggetto della presente ricerca come una possibile soluzione sperimentale 
alla problematica della valutazione del restauro audio. Centro dell’ indagine è infatti l’analisi 
della dislocazione e dello spostamento di diverse tipologie di documenti sonori, restaurati 
digitalmente, in spazi multidimensionali. Questi ultimi sono ottenuti mediante procedure 
statistiche a partire da attribuzioni soggettive e misurazioni oggettive della qualità sonora e 
hanno lo scopo di evidenziare somiglianze e divergenze tra diverse versioni dello stesso 
audio. 
Questo studio non vuole essere un’analisi puramente matematico-analitica delle grandezze in 
gioco nel restauro dei documenti sonori e durante la loro audizione. La sua motivazione 
risiede nell’esigenza di una maggiore integrazione degli strumenti scientifici e sensoriali 
durante la pratica stessa del restauro, finalizzata a una maggiore consapevolezza delle scelte 
da parte dell’operatore. 
Un aspetto fondamentale da considerare, inoltre, è che l’orecchio dell’ascoltatore di materiale 
restaurato non effettua riduzioni ”acusmatiche” dell’ informaziona sonora, ma la interpreta e 
codifica secondo la propria sensibilità, influenzata a sua volta da un background sociale-
culturale. È quindi importante, per la riuscita di un recupero, oltre alla dotazione e alla 
capacità tecnica dell’operatore, anche la consapevolezza del fatto che qualsiasi sua scelta 
inciderà globalmente sulla comprensione del documento sonoro e non solo sul suo 
gradimento. 
Il ramo della scienza, in costante espansione, che tenta di spiegare l’elaborazione 
dell’informazione musicale da parte del soggetto, formulando paradigmi di analisi 
computazionale del materiale stesso, è il Music Information Retrieval [De Filippo De Grazia 
2006-2007]. Il MIR è stato di aiuto nella scelta di features acustiche significative e grazie ad 
esso, per la presente ricerca, si è potuto attingere da studi pregressi [Lartillot-Toiviainen, 
2007] per individuare i dati quantitativi più importanti dei campioni in gioco. Esiste una vasta 
gamma di funzioni già scritte che, implementate con programmi di calcolo quali MatLab o 
SuperCollider, forniscono stringhe di dati frame by frame facilmente rielaborabili.
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Nel corso del primo capitolo vengono esposte brevemente le problematiche e i diversi 
percorsi possibili del restauro in campo musicale, per poi passare ad un’analisi dei difetti 
sonori più diffusi e delle relative procedure concrete di recupero digitale. In conclusione si 
evidenziano e motivano le scelte effettuate per la ricerca specifica. Segue una sezione 
dedicata alle tipologie di analisi statistica multivariata e ai loro ambiti di utilizzo, con 
approfondimenti dedicati alle tecniche utilizzate: il Multidimensional Scaling ed il Clustering. 
 
Il terzo capitolo è incentrato sui dati di input quantitativi: i descrittori spettrali low-level 
caratteristici delle codifiche mpeg-7 e delle librerie MIR. Vengono descritte in particolare le 
caratteristiche di quelli scelti per l’analisi ed infine riportati i dati di elaborazione parziali e 
finali con i relativi grafici ottenuti dall’analisi multivariata. 
La quarta sezione si occupa, viceversa, della raccolta e dell’elaborazione dei dati qualitativi. 
Vengono esposte le scelte procedurali legate al campione di ascoltatori e alle modalità di 
esecuzione del test, nonchè nuovamente dati, elaborazioni e risultati. 
 
A questo punto i dati in uscita vengono raccolti e confrontati, attribuendo il significato agli 
assi principali degli spazi multidimensionali ottenuti. Vengono esposte le considerazioni 
riguardo i nessi logici e le somiglianze tra universo oggettivo e soggettivo, nonchè evidenziate 
curiosità e coerenze. In conclusione è riportata una sintesi dei risultati ottenuti nell’ottica dello 
scopo principale della tesi.
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1. IL RESTAURO DIGITALE 
1.1 LE PROBLEMATICHE DEL RESTAURO  NEL CAMPO MUSICALE 
Il grafico sottostante rende bene l’idea della complessità del processo nella sua interezza, 
partendo dalle scelte produttive e arrivando alle problematiche del recupero. In questo 
capitolo si affronteranno le problematiche e le procedure riguardanti il solo restauro digitale. 
 
Figura 1 
Mentre il concetto classico di restauro prevede la realizzazione di una copia conservativa, il 
fine della presente ricerca è sostanzialmente diverso. Dovendo analizzare uno spostamento 
percettivo il campo è più quello della 
fruizione diretta. I campioni da realizzare 
saranno ascoltati da un campione di 
persone e valutati quindi sulla base di 
quelle che sono oggi le basi percettive 
dettate dal nostro background socio-
culturale. I dati soggettivi non riflettono 
una necessità di conservazione storica 
Figura 2
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(archivistica), bensì quella personale, strettamente collegata al mondo introspettivo e 
soggettivo. La figura 2 riassume i diversi criteri di restauro appicabili sulla base del tipo di 
utilizzo. I fruitori ascolteranno i file con l’attrezzatura di oggi, per cui il criterio è 
evidentemente il secondo e le scelte si baseranno prevalentemente sull’estetica. 
Non interessano, quindi, le problematiche inerenti la veridicità storica e le diverse filosofie di 
lavoro riguardanti le copie conservative. Il bello o brutto di oggi non dipendono da come 
l’audio arrivava dalla tromba di un fonografo alle orecchie dei nostri antenati, ma solo dalla 
concezione odierna di “giustezza”. 
Il lavoro vuole essere anche di utilità per l’individuazione di un orientamento operativo nella 
definizione del concetto di “file restaurato”. Il riversamento da vecchio a nuovo supporto 
necessita di un miglioramento della qualità audio. Ciò è possibile tramite i nuovi processi di 
gestione del segnale e software dedicati. Le potenzialità non mancano e con il digitale si può 
manipolare il suono in modo molto pervasivo. Il problema è sempre il come e quando 
preservare i seguenti livelli sulla base dell’ascolto finale [Canazza – Casadei, 2006]: 
- ESECUZIONE: esecuzione e interpretazione dell’artista coadiuvata dall’ impronta 
acustica del locale 
- REGISTRAZIONE: alterazione del livello esecutivo tramite la tecnica (attrezzature, 
mixaggio, multitraccia) 
Ciò su cui si va ad agire sono le alterazioni di tipo intenzionale, come ad esempio i sistemi di 
riduzione del rumore impiegati in fase di presa. Non è detto, invece, che si debba intervenire 
sulle alterazioni involontarie quali imperfezioni dovute a mancanze della tecnica o delle 
capacità umane. Vi è poi un livello ulteriore, esterno alla musica e dipendente dal supporto. 
E’ quello che riguarda il degrado fisico dovuto al tempo ed agenti esterni. Da esso e 
dall’attrezzatura di trasporto da un supporto ad un altro, dipende gran parte del lavoro di 
restauro riguardante l’eliminazione del cosiddetto “rumore”.  
E’ inopportuno lavorare su file non originali. Ai difetti, voluti o meno, della matrice, si 
sommano le manipolazioni di utenti intermedi dei quali non conosciamo gli interventi e 
neppure le capacità tecniche. Ricostruire la catena del restauro è sempre difficoltoso e non 
vale la pena di aumentare ulteriormente le problematiche in gioco se non è strettamente 
necessario. Il caso migliore è quello che permette di lavorare direttamente con la matrice o la 
prima “edizione” audio. Un’adeguata attrezzatura, il meno possibile distorcente, farà il resto, 
inoltre la conoscenza filologica del difetto da eliminare evita molte volte inutili e rischiose
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perdite di tempo. Per questo alla conoscenza della storia del supporto, va associata quella 
dello studio del suo inevitabile degrado e delle errate modalità di mantenimento, come nel 
caso dei vinili (deposito di materiale parassita e deformazione fisica/usura). 
1.2 - IL PROCEDIMENTO DI RESTAURO 
Si riassumono le fasi principali del processo di restauro [Canazza, 2006] al fine di dipingere 
una panoramica generale del metodo utilizzato: 
1) Scelta del materiale audio (da riversare): in mancanza della matrice originale, quello 
nel migliore stato di conservazione. 
2) Restauro del supporto di registrazione: la matrice va recuperata non solo nel 
contenuto ma possibilmente anche nella sua parte fisica. Essa può tornare utile in 
futuro e perciò deve trovarsi nelle migliori condizioni possibili per evitare la perdita 
diretta del contenuto  rendere possibili ulteriori riversamenti. 
3) Scelta dell’apparecchiatura: è necessario utilizzare apparecchiature di riversamento 
in grado di controllare tutti parametri fisici e tecnici presenti anche nella tecnologia 
originale al fine di ridurre al minimo le distorsioni. Sempre in quest’ottica la qualità 
deve essere la migliore possibile ed è sbagliato pensare che la scelta debba ricadere su 
una tecnologia simile all’originale o “d’epoca”. Le compensazioni applicate da tali 
macchine non sono paragonabili a quelle odierne e sono suggeribili solo nel caso di 
una conservazione totalmente fedele all’originale. 
4) Compensazione delle alterazioni intenzionali: scelta e applicazione 
dell’equalizzazione da applicare, eventualmente, in fase di riproduzione. Può non 
essere facilmente individuabile. 
5) Compensazione di errata taratura dei dispositivi di rec: scelta della velocità di 
riversamento in linea con quella di registrazione e correzione eventuale di errori di 
incisione (ad esempio un errato angolo di posizionamento di una puntina) dovuti a 
errori umani all’atto della creazione. 
6) Compensazione alterazioni involontarie: compensare tramite strumenti di 
elaborazione dei segnali distorsioni non lineari causate da imperfezioni della 
tecnologia di registrazione e da debilitazioni del materiale a seguito di tempo e cattivo 
mantenimento. Eliminazione quindi di rumori di fondo, transitori e impulsivi. Il tutto 
va eseguito con coscienza e sulla base di conoscenze scientifiche e filologiche dei 
difetti, specie in presenza di audio creati con tecnologie antiquate o non documentate.
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7) Reinterpretazione: tutte le operazioni aggiuntive effettuate in fase di editing che 
comportano alterazione del segnale audio. Sono soggettive e intenzionalmente 
orientate al miglioramento del risultato ottenuto con la fase 6. Fanno parte di questo 
settore, per esempio, l’aggiunta del riverbero o il mixaggio reinterpretato dei 
multitraccia. Queste sono procedure totalmente diverse da quelle precedenti perchè 
introducono un fattore di reinterpretazione prima totalmente assente. 
 
1.3 - LA FEDELTA’ STORICA 
Nel seguire il processo di registrazione dalla matrice l’obbiettivo è quello di raggiungere un 
determinato livello di fedeltà storica, più o meno marcato, come già introdotto, a seconda 
dell’utilizzo ultimo. Si possono distinguere i seguenti livelli [Canazza, 2006]. 
1) Nulla o minimale: suono rielaborato senza preoccuparsi di tutto ciò che riguarda il 
suo passato. La tecnologia può essere mescolata, sempre nell’ottica di una 
minimizzazione delle distorsioni e va documentata per evitare un’errata 
interpretazione storica del documento. 
2) Registrazione conforme al tipo di ascolto dell’epoca: quanto più simile possibile a 
come essa poteva risultare per un usufruente, con tutti i pregi e difetti del caso 
3) Registrazione conforme alla produzione originaria: significa compensare tutti i tipi 
di alterazione tranne quella dovuta alla tecnica, immedesimandosi in quello che poteva 
essere il suono prodotto in quella determinata epoca, con quelle specifiche 
attrezzature.  
4) Registrazione conforme alla produzione originaria con l’aggiunta delle 
compensazioni tecniche: utile per creare copie di mantenimento nel caso sia possibile 
maneggiare l’originale per più di una volta. 
La scelta è dell’operatore e questa è solo una panoramica delle possibilità, ma la direzione da 
prendere nel momento di un riversamento si presuppone tenga sempre conto un minimo della 
veridicità storica. Inoltre, a prescindere dalle scelte soggettive, è necessario redigere una  
documentazione circa i passaggi effettuati ed è scontato che non vengano eseguiti quelli che 
causano sul supporto danni irreversibili [Zavagna, 2006-2007]. 
Se su supporto analogico i dati sono destinati a degradarsi, una volta trasportati su digitale 
essi subiscono una metamorfosi da solchi fisici a numeri binari. Questo dona al digitale il 
vantaggio della reiteratività di lettura e utilizzo, il quale da solo basta a giustificare la
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realizzazione di copie su tale mezzo. Anche in caso di deterioramento, sotto un valore 
determinato di soglia, la ridondanza dei dati binari basta e avanza per la ricostruzione del dato 
sonoro grazie a circuiti adibiti alla correzione automatica. E’ possibile quindi creare copie 
letteralmente identiche da un originale. 
 
1.4 - PRINCIPALI DISTURBI AUDIO E RELATIVE TECNICHE DIGITALI DI 
RECUPERO 
I difetti riscontrabili nell’ascolto di una registrazione [Canazza, 2006] sono divisibili in due 
grandi famiglie:  
- Localizzati : concentrati su pochi campioni 
- Globali : riguardano il segnale per l’intera durata 
Va sottolineato che i disturbi da rimuovere sono solo quelli riscontrabili all’ascolto. Gli altri 
non sono indispensabili, anzi è preferibile non rimuovere oltre l’udibile per non sottrarre dati 
utili o ridondanti al segnale. Inoltre è sostanziale lo studio dell’origine filologica del 
campione. La rimozione di rumori in un audio di musica elettronica è compromettente, ma la 
stessa cosa può non valere per una registrazione di chitarra del 1930. Come sempre la 
soluzione ottimale è un compromesso. 
DISTURBI LOCALIZZATI 
Comunemente definititi “Click” (o “Tick” se ridotti in numero e ampiezza) sono rumori 
impulsivi distribuiti su tutto lo spettro e di durata limitata dovuti a polvere, graffi, tagli (con 
l’aumentare del difetto il nome muta in scratch, crackle e pop, ma resta concettualmente lo 
stesso, solo più esteso temporalmente) o perdite di sincronia nel campionamento. 
I modelli per il recupero di questi difetti sono di due tipi: 
- Additivi: adatto per difetti di breve durata. Il difetto si considera presente in 
contemporanea al segnale audio e divisibile da esso. 
- Sostitutivi: consigliati per difetti di durata più estesa nei quali i campioni rovinati si 
susseguono interagendo in modo complesso. Si utilizza quando non si può più 
considerare il difetto come una somma di click adiacenti poichè i loro effetti si 
sommano dando origine ad errori di interpretazione.