Chloé Leroy
Les chercheurs ont cherché des moyens de décomposer le son en ses ingrédients de foundation depuis moreover de 200 ans. Dans les années 1820, le scientifique français Joseph Fourier a proposé que tout signal, y compris les sons, puisse être construit en utilisant suffisamment d’ondes sinusoïdales. Ces ondes sonnent comme des sifflets, chacune a sa propre fréquence, son niveau et son heure de début, et sont les éléments de foundation du son.
Cependant, certains sons, tels que la flûte et une voix humaine haletante, peuvent nécessiter des centaines, voire des milliers de sinus pour imiter exactement la forme d’onde d’origine. Cela vient du fait que ces sons contiennent une structure moins harmonique, additionally bruyante, où toutes les fréquences se produisent en même temps. Une resolution consiste à diviser le son en deux sorts de composantes, les sinus et le bruit, avec un additionally petit nombre d’ondes sinusoïdales sifflantes et combinées à des bruits variables, ou sifflements, pour compléter l’imitation.
Même ce modèle sonore à deux composants “complet” a des problèmes avec le lissage des débuts d’événements sonores, tels que les consonnes dans la voix ou les sons de batterie dans la musique. Un troisième composant, nommé transitoire, a été introduit vers l’an 2000 pour aider à modéliser la netteté de ces sons. Les transitoires seuls ressemblent à des clics. Dès lors, le son a souvent été divisé en trois composantes : les sinus, le bruit et les transitoires.
Le modèle à trois composants des sinus, du bruit et des transitoires a maintenant été affiné par des chercheurs du laboratoire d’acoustique de l’Université Aalto, en utilisant des idées concerns de la perception auditive, de la logique floue et de la reconstruction parfaite.
La décomposition reflète la façon dont nous entendons les sons
Le chercheur doctorant Leonardo Fierro et le professeur Vesa Välimäki ont réalisé que la façon dont les gens entendent les différents composants et sépare les sifflements, les clics et les sifflements est importante. Si un clic se propage dans le temps, il se satisfied à sonner et à devenir furthermore bruyant en revanche, se concentrer sur des sons très brefs peut entraîner une certaine perte de tonalité.
Cette perspicacité de la perception auditive a été doublée d’une logique floue : à tout second, une partie du son peut appartenir à chacune des trois lessons de sinus, de transitoires ou de bruit, et non à une seule d’entre elles. Dans le but d’une reconstruction parfaite, Fierro a optimisé la manière dont le son est décomposé.
Dans la méthode améliorée, les sinus et les transitoires sont deux caractéristiques opposées du son, et le son n’est pas autorisé à appartenir aux deux classes en même temps. Cependant, l’un des deux varieties de composants opposés peut toujours se produire simultanément avec du bruit. Ainsi, l’idée de logique floue est présente de manière restreinte. Le bruit fonctionne comme un lien flou entre les sinus et les transitoires, décrivant toutes les nuances du son qui ne sont pas capturées par de simples clics et sifflements. “C’est comme trouver la pièce manquante d’un puzzle pour relier ces deux parties qui ne s’emboîtaient pas auparavant”, explique Fierro.
Cette méthode de décomposition améliorée a été comparée aux méthodes précédentes dans un take a look at d’écoute. Onze auditeurs expérimentés ont été invités à auditer individuellement plusieurs extraits de musique courte et les composants qui en ont été extraits à l’aide de différentes méthodes.
La nouvelle méthode est apparue comme le moyen gagnant de décomposer la plupart des sons, en fonction des notes des auditeurs. Ce n’est que lorsqu’il y a un fort vibrato dans un son musical, comme dans une voix chantée ou le violon, que toutes les méthodes de décomposition luttent, et dans ces cas, certaines méthodes précédentes sont supérieures.
Un cas d’utilisation check pour la nouvelle méthode de décomposition est la modification de l’échelle temporelle du son, en particulier le ralentissement de la musique. Cela a été testé dans un examination d’écoute des préférences par rapport à la méthode précédente du laboratoire, qui a été sélectionnée comme la meilleure approach académique dans une étude comparative il y a quelques années. Encore une fois, la nouvelle méthode de Fierro a été clairement gagnante.
«La nouvelle méthode de décomposition du son ouvre de nombreuses possibilités passionnantes dans le traitement du son», déclare le professeur Välimäki. « Le ralentissement du son est actuellement notre principal intérêt. Il est frappant que par exemple dans les actualités sportives, les vidéos au ralenti soient toujours muettes. La raison en est probablement que la qualité sonore des outils audio de ralentissement actuels n’est pas assez bonne. Nous avons déjà commencé à développer de meilleures méthodes de modification de l’échelle de temps, qui utilisent un réseau neuronal profond pour aider à étirer certains composants.
La décomposition sonore de haute qualité permet également de nouveaux kinds de strategies de remixage musical. L’un d’eux conduit à une compression de plage dynamique sans distorsion. À savoir, la composante transitoire contient souvent les pics les additionally forts de la forme d’onde sonore, donc simplement réduire le niveau de la composante transitoire et la mélanger avec les autres peut limiter la valeur crête à crête de l’audio.
Leonardo Fierro montre remark l’application “SiTraNo” peut être utilisée pour décomposer le son en ses atomes – dans ce cas, il rappe lui-même, dans cette vidéo : https://youtu.be/nZldIAYzzOs
