Analyse et traitement de données audio ( parole et musique)

Le but de cet enseignement est d'exposer le corpus des méthodes d'analyse spectrale non-paramétriques et paramétriques, ceci dans le cadre de l'analyse des signaux sonores musicaux et de parole.

L'analyse spectrale est l'un des éléments des chaînes de traitement du signal ; de ce fait elle n'est pas que la simple visualisation des spectres. L'objectif principal est de décider et/ou d'estimer. Quelques exemples : Quelle était la partition originale ? Ou encore : quels instruments sont présents dans l'orchestre ? Quelle est la fréquence fondamentale de tel ou tel son ? Que dit telle personne ? Où se trouve telle autre personne ? Etc. Le choix de telle ou telle méthode d'analyse spectrale est crucial, selon le problème traité.

L'accent est mis sur les différents concepts sous-jacents à chacune des méthodes et leurs performances sont comparées. Cette dernière approche met aussi en relief le concept de modélisation (physique/signal/…), inhérent à une démarche d'ingénierie efficace.

De plus, les outils étudiés le sont dans le cadre de l’observation de l’être humain, qui communique avec ses semblables et son environnement grâce à ses sens. Parmi ceux-ci, la vue et l'ouïe sont les mieux connus, et seuls eux autorisent une approche à distance de l'environnement. Les systèmes de communication (humain à humain, humain à machine ou machine à humain) sont conçus afin d'acquérir et de restituer le plus fidèlement possible ces perceptions. Il est donc utile de connaître et de pouvoir modéliser en détails d'une part le système de perception humain, c'est-à-dire le récepteur (l’oreille, ici), mais également le système de production du signal concerné par la perception (parole humaine, musique, sons divers), c'est-à-dire l'émetteur.

Les plateformes sonores du campus de Metz (salle d’holophonie et chambre sourde) sont mises à contribution pour les aspects pratiques de ce cours.

Ce cours compte de nombreux domaines d'application : analyses approfondies des séries temporelles ; analyse des sons pour la reconnaissance et le codage ; codeurs phonétiques pour la téléphonie ; outils pour les arts.