Représentations structurelles de signaux audiophoniques : méthodes hybrides pour des applications à la compression

• Auteur / Autrice : Laurent Daudet
• Direction : Richard Kronland-Martinet, Bruno Torrésani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique mathématique. Physique des particules et modélisation
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synthèse sonore

Acoustique musicale

Compression audio

Son -- Enregistrement et reproduction -- Techniques numériques

Traitement du signal -- Techniques numériques

Résumé

La recherche d'une bonne représentation numérique des sons musicaux est actuellement un enjeu important pour l'industrie musicale, notamment en vue du stockage et de la transmission. Nous désirons une représentation qui soit à la fois précise (fidèle d'un point de vue perceptif) et efficace (qui utilise la quantité de données la plus faible possible, en gardant une complexité faible). Nous envisagerons donc des modèles de sons d'autant plus précis que la classe de sons envisagée est étroite. Nous illustrons ici ce concept par deux exemples de modèles sonores. Le premier, basé sur des modèles de signaux, permet de représenter les sons de manière complètement générale, en les décomposant en trois couches dites partie tonale, transitoires et partie stochastique. Pour une grande majorité de sons, nous montrons que ces représentations hybrides sont particulièrement efficaces, les trois couches étant par construction compactes dans certaines bases. L'idée sous-jacente est la recherche de structures dans la localisation des coefficients significatifs. Outre l'application à la compression, ces représentations permettent une implémentation efficace de certains effets sonores et modèles psychoacoustiques. La seconde application permet, dans le cas où l'on ne se préoccupe que d'un seul instrument, d'appuyer nos modèles sur les mécaniques physiques de production sonore. Plus précisément, nous présentons un modèle de resynthèse des vibrations de cordes de piano, basé sur le formalisme des guides d'onde digitaux. Nous montrons qu'il est nécessaire d'envisager le couplage des vibrations dans les deux directions transverses, et que celui-ci peut être implémenté par un couplage linéaire et complexe, dépendant de la fréquence. Nous montrons que les paramètres du modèle peuvent être extraits de signaux expérimentaux. Ce type de modèles "physiques" permet un contrôle inatteignable par la majorité des synthétiseurs commerciaux.