TIPE synthese sonore: analyse/resynthese additive par temps fréquence
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Oui c'est une bonne idée ca, pour les equations de cordes vibrantes par exemple, on arrive a des solutions mathematiques composés de plusieurs vibrations (harmonique) possedant chacunes une enveloppe en decroissance exponentielle.
En tout cas bravo, les gens perso, j'aurais jamais pu faire a bac+2 ce que vous etes en train de faire! le signal c'ets passionnant, surtout si on aime bien la musique et le design sonore !
Objectif dea atiam a l'ircam dans 3 ans ?
je l'ai deja dis a d'autres peronnes par mail, les sons de piano par synthese soustractive, ca doit etre super mega tendu du slip si on suit votre approche.
Quel sont les caracteristique du filtre a utiliser ?
Y a un combo (c'est le mot à utiliser tu vas voir pourquoi ) eventuellement a faire:
Prend la representation temps frequence d'un piano.
- Bon on peut dire que c'est approximativement harmonique (les partiels sont placés à des frequences multiples de la fondamentale), cool !
- Bon apres tu remarques qu'a l'excitation (tendu a visualiser sur un spectrogramme du à la pauvre resolution de cette representation temps fréquence), que le son est au debut inharmonique, comme si c'etait du bruit
- Enfin, tu remarquera qu'une fois l'attaque passée, le son semble harmonique, mais les amplitudes des harmoniques les plus elevées diminuent petit a petit. Comme si on appliquait un filtre passe bas avec une fréquence de coupure qui decroit dans le temps...
yeah, facile a simuler ces trois caracteristiques avec un filtre qui va bien.
1. Generateur bruit blanc (qui contient un spectre plat). Genere juste un bruit blanc assez bref pour l'excitation (optionnel: filtre le et applique lui une enveloppe d'amplitude)
2. on injecte ca dans un comb filter (un filtre en peigne) qui n'est rien d'autre qu'une ligne de retard. Le module de la fonction de transfert d'un comb filter, ca ressemble a un peigne...Ce filtre va te sculpter petit a petit ton bruit blanc pour te donner un son harmonique (le placement des harmoniques va dependre du retard ta ligne de retard).
3. Bon apres y a plus qu'a mettre un petit filtre passe bas....
Cet algorithme a un nom....c'est l'algorithme de karplus strong..
(le signal qui va dans Z^(-1/2)*1/2 et qui est ajouté au meme signal *1/2 correspond a une implementation simple d'un filtre passe bas ca revient a faire y(n)=0.5x(n)+0.5x(n-1) ca lisse donc. Comme ce filtre est dans la boucle, il va lisser de plus en plus comme si la frequence de coupure de ton filtre passe bas diminuée)
Bon on dirait de la bidouille comme ca, mais non en fait ca a une justification physique. C'ets J.O smith qui a fait le lien entre la physique et cet algorithme..Ca s'appelle de la synthese par guide d'onde, mais bon tu vois que y a un generateur + 2 filtres, donc c'est legitime de parler de synthese soustractive aussi
lien sur le papier de smith: https://ccrma.stanford.edu/%7Ejos/pmudw/pmudw.pdf
des exemples sonores: https://ccrma.stanford.edu/%7Ejos/pasp/Sound_Examples.html
Note1: le bruit blanc ne genere pas une fondamentale. Toutes les frequences (harmoniques ou non) ont une valeur egale.
Note2: ouaih l'ircam ca peut impressionner par le papier. mais ne te leurre pas ca n'ets rien d'autre qu'une institution qui beneficie d'une cretaine reputation. Reputation justifiée ou pas ? si un jours tu y vas tu constateras par toi meme !
Choc
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abel_b
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Choc
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abel_b
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Bon j'ai essayé avec des fenetres de 512 echantillons, et je trouve des pics (très grands par rapport aux autres) pour n=6 donc à 44100/512*6= 516 Hz (j'ai utilisé des fenêtres rectangulaires donc j'ai viré les valeurs à -13dB par rapport au max, conformément au bouquin). Sachant que le truc c'est un "la" de guitare, est ce que c'est normal car je crois qu'un "la" c'est à 440 Hz (en supposant la guitare bien accordée) donc, vue la marge d'erreur, ca me semble bon...
Qqun peut-il confirmer que c'est assez "logique" comme résultat ?
Merci.
Je viens de le faire à 1024 echantillons par fenetres et je trouve des grands pics à 473Hz
EDIT : Je suis en train de mettre en place l'algo de mc auley quatieri, et il y a un truc que je capte pas, comment on fait ensuite pr interpoler les enveloppes d'une manière simple (legère aussi) une fois que l'on a apparié tous les pics etc...par exemple je vais detecter un partiel qui dure sur plusieurs fenetres et donc je vais avoir pleins de points [frequence,amplitude] (autant qu'il ya de fenetres) mon pb etait de savoir s'il fallait interpoler l'evolution du partiel ou s'il fallait juste conserver ces valeurs car elles suffisent quand on voudra recréer numériquement les sinusoïdes ??
RE-EDIT : je me demadais si dans mon exemple il etait nécessaire de passer par mc auley-quatieri car je travaille sur un temps de 1sec et que chacune de mes fenetres ne possedent pas plus de 6/7 pics principaux (en + de cela je n'ai pas bcp de fenetres (87)) : Donc il serait peut etre possible de resynthétiser le son à paritir de la valeur de ces pics prise direnctement dans les fenêtres et tant pis pour les petites imprecisions et le temps de calcul vous croyez pas ???
RE-RE-EDIT : encore une question (je sais ca fait bcp) : quand je vousrais recréer les sinusoïdes pr recréer mon son, est ce que je peux faire l'approximation de fréquence constante, c'est à dire que sur le suivi d'un partiel, le lui associe la fréquence constante la + présente.
Ex : si j'ai [400Hz,a1],...,[400Hz,an], [423Hz,an+1]..etc avec bcp de 400Hz, j'impose que mon partiel est toujours à 400Hz au lieu de faire varier la fréquence dans le le temps. Est ce que les pertes sont négligeables ??? (sachant que sur mon exemple, il y a bcp de régularité, les endroits où la fréquence change sont peu nombreux voir inexistants)
Qqun peut-il confirmer que c'est assez "logique" comme résultat ?
Merci.
Je viens de le faire à 1024 echantillons par fenetres et je trouve des grands pics à 473Hz
EDIT : Je suis en train de mettre en place l'algo de mc auley quatieri, et il y a un truc que je capte pas, comment on fait ensuite pr interpoler les enveloppes d'une manière simple (legère aussi) une fois que l'on a apparié tous les pics etc...par exemple je vais detecter un partiel qui dure sur plusieurs fenetres et donc je vais avoir pleins de points [frequence,amplitude] (autant qu'il ya de fenetres) mon pb etait de savoir s'il fallait interpoler l'evolution du partiel ou s'il fallait juste conserver ces valeurs car elles suffisent quand on voudra recréer numériquement les sinusoïdes ??
RE-EDIT : je me demadais si dans mon exemple il etait nécessaire de passer par mc auley-quatieri car je travaille sur un temps de 1sec et que chacune de mes fenetres ne possedent pas plus de 6/7 pics principaux (en + de cela je n'ai pas bcp de fenetres (87)) : Donc il serait peut etre possible de resynthétiser le son à paritir de la valeur de ces pics prise direnctement dans les fenêtres et tant pis pour les petites imprecisions et le temps de calcul vous croyez pas ???
RE-RE-EDIT : encore une question (je sais ca fait bcp) : quand je vousrais recréer les sinusoïdes pr recréer mon son, est ce que je peux faire l'approximation de fréquence constante, c'est à dire que sur le suivi d'un partiel, le lui associe la fréquence constante la + présente.
Ex : si j'ai [400Hz,a1],...,[400Hz,an], [423Hz,an+1]..etc avec bcp de 400Hz, j'impose que mon partiel est toujours à 400Hz au lieu de faire varier la fréquence dans le le temps. Est ce que les pertes sont négligeables ??? (sachant que sur mon exemple, il y a bcp de régularité, les endroits où la fréquence change sont peu nombreux voir inexistants)
abel_b
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Re tout le monde, c'est pour dire que j'ai passé l'oral blanc de mon TIPE, et ca c'est super bien passé (un peu long mais le contenu a été apprécié). Le programme ça les a convaincu de mon serieux et ils n'ont pas réussi à me coller dessus 
.
- Enfin voilà c'etait pour remercier ceux qui me sont venus en aide en particulier choc
.
- Sinon je n'ai pas encore programmer de truc pr interpoler meme grossièrement une enveloppe temporelle pour un partiel (car je ne vois pas de méthode simple), donc tous les conseils sont bienvenus...Merci à vous...
. - Enfin voilà c'etait pour remercier ceux qui me sont venus en aide en particulier choc
.- Sinon je n'ai pas encore programmer de truc pr interpoler meme grossièrement une enveloppe temporelle pour un partiel (car je ne vois pas de méthode simple), donc tous les conseils sont bienvenus...Merci à vous...
Choc
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Felicitation
Pour l'interpolation c'est pas trivial t'inquietes
Pour l'interpolation c'est pas trivial t'inquietes
Site personnel: https://www.enib.fr/~choqueuse/
sim
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Nouvel·le AFfilié·e
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Salut Abel_b, en passant merci Choc pour toutes ces informations sur la synthese disseminées sur les forums 
,
Je dois dire que j'ai un peu halluciné en voyant ce sujet de discution sachant que je suis également en PSI et que je travaille sur le même TIPE !!
Perso, je me suis pas trop pris la tête sur les parametrages de fenêtre pour FFT, j'ai juste pris des echantillons suffisament long pour obtenir une décomposition correcte, T=50ms.
Pour l'interpolation, j'ai pu approximer les enveloppes avec des exponentielles croissantes et descroissantes ... Le resultat est assez satisfaisant pour les premières harmoniques, apres ... on en parle pas !!
Mon son original est un la de piano (effectivement, le la est a 440Hz) échantilloné a 44100Hz.
Comment as tu pu tenir si longtemps uniquement sur la décomposition ? J'avoue que cette performance m'impressionne.
Est ce que tu pourais me donner les harmoniques présentes dans ton son de guitare ?
Enfin, j'espère que tu n'es pas en région parisienne sinon on risque fort de passer nos tipes l'un apres l'autre !
Bon courage, Sim.
,Je dois dire que j'ai un peu halluciné en voyant ce sujet de discution sachant que je suis également en PSI et que je travaille sur le même TIPE !!
Perso, je me suis pas trop pris la tête sur les parametrages de fenêtre pour FFT, j'ai juste pris des echantillons suffisament long pour obtenir une décomposition correcte, T=50ms.
Pour l'interpolation, j'ai pu approximer les enveloppes avec des exponentielles croissantes et descroissantes ... Le resultat est assez satisfaisant pour les premières harmoniques, apres ... on en parle pas !!
Mon son original est un la de piano (effectivement, le la est a 440Hz) échantilloné a 44100Hz.
Comment as tu pu tenir si longtemps uniquement sur la décomposition ? J'avoue que cette performance m'impressionne.
Est ce que tu pourais me donner les harmoniques présentes dans ton son de guitare ?
Enfin, j'espère que tu n'es pas en région parisienne sinon on risque fort de passer nos tipes l'un apres l'autre !
Bon courage, Sim.
Choc
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Citation : j'ai pu approximer les enveloppes avec des exponentielles croissantes et descroissantes
Oui c'est une bonne idée ca, pour les equations de cordes vibrantes par exemple, on arrive a des solutions mathematiques composés de plusieurs vibrations (harmonique) possedant chacunes une enveloppe en decroissance exponentielle.
En tout cas bravo, les gens perso, j'aurais jamais pu faire a bac+2 ce que vous etes en train de faire! le signal c'ets passionnant, surtout si on aime bien la musique et le design sonore !
Objectif dea atiam a l'ircam dans 3 ans ?
Site personnel: https://www.enib.fr/~choqueuse/
sim
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Choc
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Membre depuis 22 ans
Citation : J'essaye, sous matlab, de réaliser une synthèse soustractive, à partir d'un filtre passe bande centré en 440Hz et d'une source type bruit blanc ou creneau, pour obtenir les harmoniques d'une corde de piano mais ...
Le créneau n'offre qu'une harmonique sur deux, et le bruit blanc ne donne plus que le fondamentale ...
mais comment obtenir les harmoniques manquants ?
je l'ai deja dis a d'autres peronnes par mail, les sons de piano par synthese soustractive, ca doit etre super mega tendu du slip si on suit votre approche.
Quel sont les caracteristique du filtre a utiliser ?
Y a un combo (c'est le mot à utiliser tu vas voir pourquoi
) eventuellement a faire:Prend la representation temps frequence d'un piano.
- Bon on peut dire que c'est approximativement harmonique (les partiels sont placés à des frequences multiples de la fondamentale), cool !
- Bon apres tu remarques qu'a l'excitation (tendu a visualiser sur un spectrogramme du à la pauvre resolution de cette representation temps fréquence), que le son est au debut inharmonique, comme si c'etait du bruit
- Enfin, tu remarquera qu'une fois l'attaque passée, le son semble harmonique, mais les amplitudes des harmoniques les plus elevées diminuent petit a petit. Comme si on appliquait un filtre passe bas avec une fréquence de coupure qui decroit dans le temps...
yeah, facile a simuler ces trois caracteristiques avec un filtre qui va bien.
1. Generateur bruit blanc (qui contient un spectre plat). Genere juste un bruit blanc assez bref pour l'excitation (optionnel: filtre le et applique lui une enveloppe d'amplitude)
2. on injecte ca dans un comb filter (un filtre en peigne) qui n'est rien d'autre qu'une ligne de retard. Le module de la fonction de transfert d'un comb filter, ca ressemble a un peigne...Ce filtre va te sculpter petit a petit ton bruit blanc pour te donner un son harmonique (le placement des harmoniques va dependre du retard ta ligne de retard).
3. Bon apres y a plus qu'a mettre un petit filtre passe bas....
Cet algorithme a un nom....c'est l'algorithme de karplus strong..
(le signal qui va dans Z^(-1/2)*1/2 et qui est ajouté au meme signal *1/2 correspond a une implementation simple d'un filtre passe bas ca revient a faire y(n)=0.5x(n)+0.5x(n-1) ca lisse donc. Comme ce filtre est dans la boucle, il va lisser de plus en plus comme si la frequence de coupure de ton filtre passe bas diminuée)
Bon on dirait de la bidouille comme ca, mais non en fait ca a une justification physique. C'ets J.O smith qui a fait le lien entre la physique et cet algorithme..Ca s'appelle de la synthese par guide d'onde, mais bon tu vois que y a un generateur + 2 filtres, donc c'est legitime de parler de synthese soustractive aussi
lien sur le papier de smith: https://ccrma.stanford.edu/%7Ejos/pmudw/pmudw.pdf
des exemples sonores: https://ccrma.stanford.edu/%7Ejos/pasp/Sound_Examples.html
Note1: le bruit blanc ne genere pas une fondamentale. Toutes les frequences (harmoniques ou non) ont une valeur egale.
Note2: ouaih l'ircam ca peut impressionner par le papier. mais ne te leurre pas ca n'ets rien d'autre qu'une institution qui beneficie d'une cretaine reputation. Reputation justifiée ou pas ? si un jours tu y vas tu constateras par toi meme !
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abel_b
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Choc
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Tu peux passer en log et ensuite faire une regression lineaire
y=e^(ax)
log(y)=ax
tu trouve a par regression lineaire et zouu
pour les temps de calcul, t'as bien utilise rune fft et pas une Dft ?
5/10 minutes c'ets tres tres long ! tu fenetres sur combien de points ?
y=e^(ax)
log(y)=ax
tu trouve a par regression lineaire et zouu
pour les temps de calcul, t'as bien utilise rune fft et pas une Dft ?
5/10 minutes c'ets tres tres long ! tu fenetres sur combien de points ?
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abel_b
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sim
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Sympa Choc cette petite méthode ... 
Je vais me pencher sur ce "filtre en peigne" pour voir comment ca marche et comme l'implémenter.
Je ne connais pas non plus les fonctions en Z, on verra si je peux les remplacer par un passe pas en S.
(Des S, des Z ... j'espère mettre fait compris !!)
Abel_b, j'ai utilisé exclusivement la fonction FFT sous matlab pour décomposer mon signal et ca a pris plus d'une heure pour un signal composé de 194 échantillons durant 50ms, composé de 2205 points chacun.
Mais bon, une fois que c'est fait, on en parle plus !!
Merci pour les harmoniques. En ce qui concerne la liste ... désolé, je ne comprends pas ce que ca représente, disons que la décomposition sous matlab est un peu plus "transparente" !
Pour les approximations, j'y suis allé à la main (affichage des enveloppes et approximation des "tau" (genre réponse d'un premier ordre à un dirac, S.I. style !)) !! Je ne cherche pas à faire un programme d'approchement systématique.
Ce sujet est vraiment passionnant, j'ai bien envie de creer sous matlab un la avec les harmoniques qui apparaissent et disparaissent. Ce logiciel donne ici une bonne maitrise de ce qu'on fait, autant en profiter !!
A plus,
Sim.
Je vais me pencher sur ce "filtre en peigne" pour voir comment ca marche et comme l'implémenter.
Je ne connais pas non plus les fonctions en Z, on verra si je peux les remplacer par un passe pas en S.
(Des S, des Z ... j'espère mettre fait compris !!)
Abel_b, j'ai utilisé exclusivement la fonction FFT sous matlab pour décomposer mon signal et ca a pris plus d'une heure pour un signal composé de 194 échantillons durant 50ms, composé de 2205 points chacun.
Mais bon, une fois que c'est fait, on en parle plus !!
Merci pour les harmoniques. En ce qui concerne la liste ... désolé, je ne comprends pas ce que ca représente, disons que la décomposition sous matlab est un peu plus "transparente" !
Pour les approximations, j'y suis allé à la main (affichage des enveloppes et approximation des "tau" (genre réponse d'un premier ordre à un dirac, S.I. style !)) !! Je ne cherche pas à faire un programme d'approchement systématique.
Ce sujet est vraiment passionnant, j'ai bien envie de creer sous matlab un la avec les harmoniques qui apparaissent et disparaissent. Ce logiciel donne ici une bonne maitrise de ce qu'on fait, autant en profiter !!
A plus,
Sim.
abel_b
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J'ai une question à propos des enveloppes temporelles :
Quand on parle d'enveloppe ADSR, c'est en echelle logaritmique ou dans la représentation temps/amplitude usuelle ???
Je demande ça car je vois que les enveloppes exponentielles sont souvent utilisées...
EDIT : je viens de programmer une fonction pr faire une régression linéaire : ca marche nickel . Ca commence a prendre de la gueule tout ça.
Le seul truc que je trouve un peu bizzare c'est que je n'ai pas de phase de croissance pour presque tous les partiels, ils ne font que diminuer, est-ce normal pour un son de guitarre ??? (moi ca me semble logique car au début quand la corde claque, elle engendre un son fort qui diminue progressivement)
Quand on parle d'enveloppe ADSR, c'est en echelle logaritmique ou dans la représentation temps/amplitude usuelle ???
Je demande ça car je vois que les enveloppes exponentielles sont souvent utilisées...
EDIT : je viens de programmer une fonction pr faire une régression linéaire : ca marche nickel
. Ca commence a prendre de la gueule tout ça.Le seul truc que je trouve un peu bizzare c'est que je n'ai pas de phase de croissance pour presque tous les partiels, ils ne font que diminuer, est-ce normal pour un son de guitarre ??? (moi ca me semble logique car au début quand la corde claque, elle engendre un son fort qui diminue progressivement)
abel_b
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sim
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Choc
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Salut 
demo karplus strong ici: http://vincent.choqueuse.free.fr/Download/synthese/MP/MP-matlab.mp3
programme matlab sur mon site, section synthese (karplus strong matlab)
Faut vraiement forcer sur le delay pour que ca devienne harmonique (coef de reinjection d'environ 0.99)
y(n)=x(n)+0.99*y(n-delay)
x(n)= bruit blanc sur un nombre d'echantillon assez faible
demo karplus strong ici: http://vincent.choqueuse.free.fr/Download/synthese/MP/MP-matlab.mp3
programme matlab sur mon site, section synthese (karplus strong matlab)
Faut vraiement forcer sur le delay pour que ca devienne harmonique (coef de reinjection d'environ 0.99)
y(n)=x(n)+0.99*y(n-delay)
x(n)= bruit blanc sur un nombre d'echantillon assez faible
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Gros,gros merci 
Je vais regarder tout ca !!
Sim
Je vais regarder tout ca !!
Sim
Tututetue
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