SUITE COMPLETE D’ACQUISITION, DE GENERATION ET DE TRAITEMENT DU SON

La perception humaine du son

Une vibration mécanique de la matière et de l’air qui fait vibrer notre tympan ne constitue pas en elle-même le son. C’est dans notre cerveau que le son naît et se forme. Le son n’existe pas en dehors de notre cerveau. Entre l’arrivée des signaux vibratoires aux oreilles et la sensation de son dans le cerveau a lieu le phénomène de traitement des signaux par le système nerveux. Cela signifie que la vibration physique de l’air ne parvient pas de façon brute au cerveau. Elle est transformée. La gamme des vibrations perceptibles est tronquée, c’est-à-dire que nous n’entendons pas les sons ni trop bas (de fréquences faibles) ni trop hauts (de fréquences élevées) même si leurs vibrations parviennent à notre oreille. Le système nerveux ne peut traiter que des vibrations dont la fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 kHz [3]. Les sons de fréquences inférieures à 20 Hz sont appelés infrasons et ceux de fréquences supérieures à 20 kHz ultrasons. Tout être vivant doté d’une ouïe ne peut percevoir qu’une partie du spectre sonore qui dépend de l’espèce concernée. Par exemple, le chat peut percevoir les sons de fréquence allant jusqu’à 25 kHz, le chien perçoit les sons allant jusqu’à 35 kHz, la chauvesouris et le dauphin les sons de fréquence jusqu’à 100 kHz [3]. En outre, l’ouïe est capable de traiter les signaux sonores de façon à n’en extraire que les informations nécessaires à notre perception de l’environnement. Par exemple, dans un environnement bruyant, un homme est capable d’extraire de façon automatique les sons qui ont un sens pour lui, comme les paroles de quelqu’un avec qui il parle. L’homme est également capable de reconnaître des formes sonores, tels que ceux produits par des instruments de musique.

La représentation temporelle des signaux

La représentation temporelle d’un signal constitue le chronogramme de ce signal c’est-à-dire que le signal est représenté par sa valeur réelle en fonction du temps. Or cette représentation ne permet d’effectuer qu’une analyse très limitée de ce signal. En effet la majorité des signaux compris par le cerveau sont surtout caractérisés par leur fréquence et non par leur valeur en temps réel. Lorsqu’une onde lumineuse vient frapper notre œil, ce dernier détermine sa couleur (plus précisément sa « teinte ») uniquement en fonction de sa fréquence : les ondes de fréquence 400 à 480 THz constituent le rouge [5], celles de 510 à 530 le jaune [5], etc.

Enregistrement des flux audio entrants

SoundBuilder permet aussi d’enregistrer les flux audio entrants (venant du microphone par exemple, ou autres périphériques…) et de les stocker dans un fichier wave.

Programmation

Synthétiseur MIDI a été écrit en langage C avec Visual Studio 2005. Il utilise :
– La GDI (cf. Annexe C) pour l’interface utilisateur
– Windows Multimedia (cf. Annexe C) pour l’interface avec les périphériques audio
– Le protocole MIDI (cf. Annexe B) pour synthétiser des sons
Il fonctionne sur toutes les versions de Windows supérieures à Windows 95 (Windows 95, 98, Me, NT, 2000, XP, 2003, Vista, 2008, Seven) y compris les plateformes mobiles (Smartphone, Pocket PC et Automobile). Son utilisation ne nécessite aucune installation.

CONCLUSION

L’acquisition du son est la partie la plus importante dans son processus de traitement. En effet, tous les paramètres qui vont déterminer la qualité du son recueilli (fréquence d’échantillonnage, bits de quantification, etc.) sont fixés lors de cette étape. Il n’empêche néanmoins, surtout dans les projets professionnels, qu’il faut toujours traiter le signal, éventuellement lui appliquer des effets, avant sa mise en circulation afin de rendre la qualité encore meilleure. De plus, avec les microprocesseurs qui gagnent en puissance chaque jour et les compilateurs de plus en plus intelligents (plus de capacités à faire des optimisations), on a de moins en moins besoin de matériels spécifiques (c’est-à-dire de processeurs spécifiques) pour effectuer ce traitement. Ici aussi, comme dans beaucoup d’autres domaines, les micro-ordinateurs ont donc supplanté les outils classiques qu’on pensait hier irremplaçables. La génération se limitant pratiquement à la reproduction d’un son enregistré ou capturé, elle est beaucoup moins délicate par rapport aux deux premières étapes. En conclusion, le traitement du son qui est souvent associé, à tort, à son débruitage, est en fait un vaste domaine (incluant le débruitage) dont les applications ne manquent pas : cinéma, jeux vidéo, musique électronique, etc. SoundBuider est un outil de traitement du son mais on peut encore l’améliorer en lui ajoutant des fonctionnalités annexes telles que la reconnaissance et la synthèse de la parole.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela rapport-gratuit.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : LA NATURE VIBRATOIRE DU SON
1.1. Qu’est-ce qu’un son ?
1.2. La propagation du son
1.3. La perception humaine du son
1.4. Caractéristiques d’un son
a. L’intensité
b. La hauteur
c. Le timbre
CHAPITRE 2 : NOTIONS D’ANALYSE HARMONIQUE ET DE TRAITEMENT DU SIGNAL
2.1. Introduction
2.2. La représentation temporelle des signaux
2.3. La représentation fréquentielle des signaux
a. Décomposition d’un signal périodique en fondamental et harmoniques
b. Introduction des nombres complexes
c. La transformée de Fourier
2.4. Opérations sur les signaux
a. La notion de filtre
i) Définition
ii) Réponse impulsionnelle
b. Filtre amplificateur
c. Filtre passe-bas
d. Filtre passe-haut
e. Filtre passe-bande
f. Filtre déphaseur ou retardateur
CHAPITRE 3 : L’ECHANTILLONNAGE ET LA QUANTIFICATION
3.1. Généralités
3.2. L’échantillonnage
a. But
b. Principe
c. Spectre du signal échantillonné
d. Théorème de Shannon-Nyquist
e. Reconstitution du signal partir des échantillons
3.3. La quantification
a. Définitions
b. Quantification linéaire centrée
c. Quantification non linéaire
3.4. Les transformées de Fourier discrète et rapide
CHAPITRE 4 : ACQUISITION ET GENERATION DE SON
4.1. Acquisition de son
a. Schéma synoptique
b. Le capteur
c. Le filtre passe-bas
d. Le CAN
i) Définition
ii) L’échantillonneur
iii)Le bloqueur
iv) Le codeur
e. La mémoire
4.2. Le format Wave
a. Présentation du format Wave
b. Structure d’un fichier Wave
4.3. Génération de son
a. Schéma synoptique
b. Génération de la source
c. Le rôle de l’amplificateur
d. Le rôle du haut-parleur
CHAPITRE 5 : REALISATIONS
5.1. Objectif
5.2. Le logiciel SoundBuilder
a. Présentation
b. Programmation
c. Configuration requise
d. Organigramme
e. Présentation détaillée
i) Spécification de l’entrée
ii) Spécification de la sortie
iii)Lecture des signaux
iv) Enregistrement des signaux
v) Enregistrement des flux audio entrants
5.3. Le logiciel Synthétiseur MIDI
a. Présentation
b. Programmation
c. Configuration requise
d. Organigramme
CONCLUSION