Spectre et Série de Fourier

[Sylvain_F]

Bonjour, je me posais la question suivante: Pourquoi lorsque l'on parle de spectre de fourier, en fait on ne représente que le spectre d'amplitude et pas celui des phases?
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[LPFR]

Bonsoir.
Parce que les phases correspondent physiquement à un décalage dans le temps.
Elles ne sont importantes qu'en tant que phases relatives entre les composantes quand on veut reconstituer un signal. Mais l'amplitude d'une composante est ce qui donne la puissance à cette fréquence.

En particulier, votre oreille est absolument insensible aux phases des sons. Mais non à leur amplitude.
Au revoir.

[stefjm]

En particulier, votre oreille est absolument insensible aux phases des sons. Mais non à leur amplitude.

Bonjour,
La notion de phase prise isolément n'a effectivement pas un sens physique très prononcé, puisqu'on peut choisir arbitrairement une référence de phase sans que cela ne change rien.

Par contre la notion de différence de phase a un sens physique plus fort :
Par exemple :
Un premier haut parleur qui impose la référence de phase à l'oreille.
Un seconde haut parleur qui diffuse le même signal que le premier, mais déphasé.

L'oreille entendra la "différence de phase".

J'ai bien conscience qu'on peut aussi interpréter cette différence de son, grâce à l'amplitude de l'onde résultante de la somme des deux hauts parleurs.
Il n'empèche que le capteur est sensible à cette différence de phase.

Cela me fait penser aussi à l'holographie, où la phase est particulièrement importante.

Cordialement.

[LPFR]

L'oreille entendra la "différence de phase".

J'ai bien conscience qu'on peut aussi interpréter cette différence de son, grâce à l'amplitude de l'onde résultante de la somme des deux hauts parleurs.
Il n'empèche que le capteur est sensible à cette différence de phase.

Bonjour Stefjm.
Non, l'oreille n'entend pas les différences de phase.
Si vous mettez deux sons proches, vous entendrez les battements (à cause de l'amplitude de la somme). Mais avec des fréquences éloignés, par exemple un signal plus un autre proche d'un de ses harmoniques (mais pas égal), vous n'entendrez rien qui bouge.

Avez-vous fait la manip? Moi oui.

Précisément pour convaincre un collègue que l'oreille était insensible à la phase. Deux générateurs de fonction (à PLL si possible) un haut-parleur et un oscilloscope. Et il est sorti convaincu.
Des collègues qui travaillaient à la synthèse vocale m'avaient déjà dit la même chose: l'oreille n'entend pas la phase.
Cordialement,
LPFR

[A voir en vidéo sur Futura]

[mbochud]

Bonjour,

On peut entendre une différence de phase entre les 2 oreilles (C’est plus précisément le délai que l’on perçoit), mais effectivement(LPFR) une oreille n’entend pas la phase entre les composantes spectrales.
Dans les analyseurs de spectre (FFT DFT) on obtient le spectre de la partie réelle (sin) et le spectre de la partie imaginaire (cos). Et cette information peut être utile dans certains domaines, mais en audio on affiche que le spectre de puissance obtenu par le calcul du module (racine carrée de la somme des carrés de la partie réelle et de la partie imaginaire). L’information de la phase est donc perdue. (cela est très pratique dans les technique de compression de l’information ).

[LPFR]

...
On peut entendre une différence de phase entre les 2 oreilles (C’est plus précisément le délai que l’on perçoit),...

Re.
Oui, mais quelle est la plus petite différence de temps d'arrivée que l'on peut percevoir?
1/10 s sûrement. Mais 1/100 s? 1/1000 ?
A+

[mbochud]

Re.
Oui, mais quelle est la plus petite différence de temps d'arrivée que l'on peut percevoir?
1/10 s sûrement. Mais 1/100 s? 1/1000 ?
A+

Non, c’est très surprenant, c’est environ 10^-4 sec.

La mesure est facile à faire.
1 Placer un tuyau qui part d’une oreille à l’autre.
2 Frapper délicatement sur le tuyau à sa position centrale.
3 Déplacer lentement le point de frappe à droite jusqu'à ce que l’on ressente le son à droite.
4 Cette distance divisée par la vitesse du son (340m/s) est le seuil de détection de délai.

On peut vérifier par ailleurs que l’atténuation d’amplitude due à cette variation est totalement négligeable.
Pour être plus précise cette mesure peut être faite en aveugle. Une autre personne génère les impulsions (qui se font par exemple dans son dos).
NB. Ce faible délai est fondamental pour l’écoute stéréophonique.

[obi76]

Il y aurai donc - de manière similaire aux yeux - des comparaisons directes entre ces deux organes ?

[invité576543]

Juste un petit bémol : la phase n'est pas perçue entre composantes pour les parties "stables" de la parole (voyelles ou fricatives), mais les explosives (p, b) demandent de conserver la relation de phase. Un dirac et un bruit blanc ont le même spectre, non? Et on ne les entend pas vraiment de la même manière...

Cordialement,

[LPFR]

Un dirac et un bruit blanc ont le même spectre, non? Et on ne les entend pas vraiment de la même manière...

Cordialement,

Re.
Mais oui!
Le son d'une salle avec le public en train de générer des deltas de Dirac en quantités est le même que celui d'un bruit blanc.
Sauf quand les gens se mettent à applaudir en rythme.
A+

[invité576543]

Le son d'une salle avec le public en train de générer des deltas de Dirac en quantités est le même que celui d'un bruit blanc.

Je parlais simplement d'un p ou d'un b (sans aller jusqu'aux clics des langues San!). Ce sont des transitoires chacune isolée des autres.

Cordialement,

[invité576543]

En fait, on se heurte à la notion de "spectre instantané", qui n'est pas une notion très simple. Pour les voyelles et les fricatives on peut traiter un échantillon de durée finie suffisamment grande par rapport aux fréquences typiques (par exemple 20 ms) comme la portion d'un signal infini constitué par la répétition de cet échantillon, et parler du spectre et de phases "à ce moment là". Mais ce n'est pas vraiment adapté aux consonnes explosives.

Cordialement,

[LPFR]

Non, c’est très surprenant, c’est environ 10^-4 sec.

La mesure est facile à faire.
1 Placer un tuyau qui part d’une oreille à l’autre.
2 Frapper délicatement sur le tuyau à sa position centrale.
3 Déplacer lentement le point de frappe à droite jusqu'à ce que l’on ressente le son à droite.
4 Cette distance divisée par la vitesse du son (340m/s) est le seuil de détection de délai.

On peut vérifier par ailleurs que l’atténuation d’amplitude due à cette variation est totalement négligeable.
Pour être plus précise cette mesure peut être faite en aveugle. Une autre personne génère les impulsions (qui se font par exemple dans son dos).
NB. Ce faible délai est fondamental pour l’écoute stéréophonique.

Bonjour.
J'ai fait la manip avec le tuyau. J'ai pris un tuyau souple de 1,5 m, en quelque chose du genre PVC, mais plus souple. Du genre des tuyaux utilisés en médecine.
J'ai fait la manip en aveugle avec ma femme qui tapait sur le tuyau, puis nous avons permuté nos rôles, et le résultat est totalement négatif. Ni elle ni moi n'avons été capables de sentir une différence entre les coups donnés au centre et à plusieurs distances du centre.
Au revoir.