Algorithme sur Matlab

[giu2]

Bonsoir,
J'ai un travail à réaliser sur Matlab en signal, et je vous prie de m'excuser d'avance pour mon manque de connaissances, je suis vraiment débutante.
Je dois écrire un algorithme pour détecter la présence ou l'absence d'un signal audio, en supposant que les 50 premières millisecondes du signal ne contiennent pas de signal utile. Je me suis renseignée, et j'ai vu que les signaux peuvent être chargés grâce à la commande "audioread".
Le professeur nous a donné des fichiers ".wav" à charger, sur lesquels nous devront tester notre algorithme à la fin. Il nous a mis en garde en précisant que certains signaux peuvent être en stéréo et qu'il faudra les ramener à un signal mono, par "moyennage des canaux gauche et droite", je préfère vous dire que je ne comprend pas cette phrase même en ayant essayé de me renseigner. J'ai seulement réussi à comprendre que l'on peut écouter les signaux à l’aide de la fonction sound, et qu'il faut choisir une longueur différente de fenêtre pour chaque type de signal, mais je ne sais pas comment la déterminer.
Je suis tout de même capable de faire le minimum en ce qui concerne le code, c'est-à-dire utiliser des boucles for, if, while, etc..., et générer un signal classique.
J'ai seulement besoin que l'on me guide sur la manière de procéder.
Merci d'avance pour votre aide !!
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[GBo]

Bonjour,
Pour savoir si un fichier.wav est mono ou stéreo, perso j'essaierais de voir ce que ça donne en regardant le nombre de colonnes de y après avoir fait:
[y,Fs] = audioread('fichier.wav');
Ensuite si c'est stéreo, pour chaque ligne d'échantillions, je ferais la somme du sample gauche avec le sample droit et je diviserais par 2, ce qui est bien un moyennage (si je ne divise pas par deux, je risque de dépasser les valeurs extrêmes possible du wav d'entrée (qui est sur 8 bits ? 16 bits ?), ce qui peut être gênant pour la suite des opérations).
cdlt,
GBo

[Janpolanton]

Bonjour,

Pour savoir si un fichier.wav est mono ou stéreo, perso j'essaierais de voir ce que ça donne en regardant le nombre de colonnes de y après avoir fait:
[y,Fs] = audioread('fichier.wav');

Et l'écoute au casque par exemple?

[GBo]

Bonjour,
Et l'écoute au casque par exemple?

"J'ai un travail à réaliser sur Matlab en signal"

[A voir en vidéo sur Futura]

[Janpolanton]

Oui, j'ai vu, je sais lire...
L'écoute au casque c'est en quelque sorte pour lever le doute sur le signal.

[giu2]

Bonsoir,
Merci beaucoup pour vos réponses. J'ai essayé d'écrire la ligne de code que vous m'avez conseillé (avec la fonction "audioread"), mais Matlab affiche une erreur. Est ce que cette erreur vient du fait que je n'ai pas importé le fichier avant? Je ne sais pas si c'est nécessaire de le faire... Et, si c'est le cas, comment faire ?

[GBo]

Comment s'appelle l'un de vos fichiers wav ? s'il est court vous pouvez le zipper et l'uploader ici, on verra si on peut l'ouvrir.
Merci d'indiquer aussi votre version de Matlab (de chez MathWorks).

[giu2]

J'ai la version R2020b de Matlab. J'ai nommé mon fichier "Son1", vous le trouverez ci-joint.

[GBo]

OK. Chez moi il s'ouvre bien:
>> [y,Fs] = audioread('Son1.wav');
Si vous avez :
Error using audioread (line 90)
The filename specified was not found in the MATLAB path.

-> vérifier que vous l'avez bien mis dans le "MATLAB path" (e.g. moi je l'ai mis dans le répertoire de Matlab au dessus de bin)
Sinon quel est votre message d'erreur exactement ?

[GBo]

Ou plus simple, mettez Son1.wav dans le répertoire ou matlab se lance
Par exemple chez moi il se lance dans D:\MATLAB_R2019B\bin (comme indiqué dans la ligne que l'on voit en haut avec un petit symbole gris de disque dur), je l'ai donc mis dans bin et ça marche dans ce cas quelque soit le path.

[GBo]

Ou vous le mettez dans le premier répertoire que vous voyez en tapant dans Matlab la commande:
>> path
Chez moi par exemple c'est:
C:\Users\GBo\Documents\MATLAB

[giu2]

Ca fonctionne, merci !!

[GBo]

Essayez la méthode du message #11. Il faut le faire sur la ligne de commande.
>>

[GBo]

Ca fonctionne, merci !!

Super. Alors, il est mono ou stéréo Son1 ?

[giu2]

Je pense qu'il est stéréo, puisque l'algorithme retourne pour le y "73946x2 double". Il faut donc procéder au moyennage des canaux comme le professeur nous l'a demandé. Qu'est ce que vous appelez "sample gauche" et sample droit" dans votre précédent message ?

[GBo]

C'est ça, deux colonnes dans la matrix y, donc stéréo.
Sample = échantillon en anglais.
Un fichier wav contient des échantillons audio, dans votre cas ils ont été échantillonnés à 96000 Hz comme indiqué par la variable Fs renseignée par audioread.
En stéréo il y a deux canaux, gauche et droite; les samples sont les valeurs que l'on trouve dans chacune des colonnes de y.

[giu2]

J'ai essayé d'écrire ceci

y1 = y(:,1);
y2 = y(:,2);
y3 = mean(y1 + y2);

Est-ce que c'est juste ?
J'ai ensuite tenté de transformer ce signal stéréo en signal mono de cette manière

[y,Fs]=[y3,Fs];

mais je ne pense pas que ça soit juste...

[GBo]

Il faut déjà s'exercer sur la ligne de commande:

>> a = [1 2; 3 4; 5 6; 7 8; 9 10]

a =

     1       2
     3       4
     5       6
     7       8
     9      10

>> b = mean(a, 2)

b =

    1.5000
    3.5000
    5.5000
    7.5000
    9.5000

>>

En effet :
"M = mean(A,dim) returns the mean along dimension dim. For example, if A is a matrix, then mean(A,2) is a column vector containing the mean of each row."

[giu2]

J'ai compris, j'ai vérifié et en effet "y3 = mean(y1 + y2)" ne renvoyait pas ce que je cherchais. Je l'ai fait comme vous me l'avez montré et ca marche !!
Du coup, j'ai juste à écrire ça

[y,Fs] = audioread('Son1.wav');
y = mean(y, 2);

Et je me retrouve avec un signal mono. C'est bien ça ?

[GBo]

Logiquement oui, mais vous devriez le vérifier par vous-même en examinant les variables dans le Workspace (il suffit de double-cliquer sur y 73946x1 double et le contenu apparait sous forme d'un tableau).
Une bonne pratique est aussi de ne pas écraser la matrice y au cas où vous en auriez encore besoin (par exemple ici pour pouvoir comparer avant / après le mean() dans le Workspace) en utilisant un autre nom pour la version mono, qui est un vecteur et plus une matrice, du coup.

[giu2]

Oui, vous avez raison, je vais aussi garder en mémoire la version du signal stéréo.
J'aurais aimé faire un système de boucle pour faire la même manoeuvre sur une dizaine de fichiers ".wav" stockés dans un sous-dossier appelé "dossier".
Pour chaque fichier dans le sous dossier (qui doit être dans le MATLAB PATH ?) --> traduit par une boucle for
(for … et la je ne sais pas quoi mettre pour les sélectionner un par un)
y1 = y(:,1);
y2 = y(:,2);
Si c’est un signal mono --> traduit par une boucle if
(If y1 == y2)
Alors suite du programme, qui detecte la présence ou l’absence d’un signal audio utile
Si c’est un signal stéréo
(else)
y3 = mean(y,2);
Suite du programme, qui detecte la présence ou l’absence d’un signal audio utile
Qu'en pensez-vous ?

[GBo]

Ca dépend du but de l'exercice, vous faire maniper sur Matlab pour en maîtriser les bases ou plutôt se focaliser sur la partie "Je dois écrire un algorithme pour détecter la présence ou l'absence d'un signal audio" ?
En bref quel est le contexte, est-ce dans le cadre d'un cours sur le traitement du signal, et si oui quelles sont les notions déjà étudiées en cours qui doivent être mise en oeuvre selon vous ?

[giu2]

Le but est plutôt de se focaliser sur l'algorithme pour détecter la présence ou l'absence d'un signal grâce aux notions vues en cours. Nous sommes sur un chapitre qui concerne le traitement numérique du signal. On a vu les notions de valeur moyenne, puissance instantanée, énergie d'un signal, puissance moyenne, valeur efficace, intercorrélation et autocorrélation.

[GBo]

Voilà, c'est la dessus qu'il faut se concentrer, vous pourrez toujours raffiner les détails "programmatiques" ensuite.

[giu2]

D'accord, c'est peut-être mieux comme ça. Le problème c'est que je ne sais calculer aucune des valeurs sans avoir le signal y en fonction de t, et là je n'ai que les valeurs de y.

[GBo]

Vous avez le temps implicitement dans un fichier wav, puisqu'il est fait pour être joué sur un player (par exemple le lecteur "Windows Media" que vous avez avec Windows, vous pouvez d'ailleurs le jouer !).
C'est le même principe qu'un morceau sur un CD, sauf que pour votre Son1.wav, votre prof à utilisé une fréquence d'échantillonnage de Fs (Sampling Freq.) = 96 KHz (et non = 44.1 KHz comme sur un CD). Autrement dit, dans votre Son1.wav (transformé en mono), vous avez 96000 samples par seconde.
J'en déduis que votre son dure moins d'une seconde puisqu'il contient 73946 samples.

[GBo]

Un indice: une fois qu'un signal à temps continu est échantillonné, on est dans le domaine du temps discret.
Est-ce qu'on va a donné des formules dans le temps discret dans votre cours ? (des formules sans intégrale dt donc, mais avec un sigma).

[giu2]

Alors j'ai déterminé la durée D en écrivant ceci :

L = length(y);
D = L/Fs;

Ensuite, j'ai simplement essayé d'afficher ce que j'ai appelé y2, le signal mono, en écrivant :

Ts = 1/Fs;
t = 0:Ts:D;
plot(t,y2)

Mais ça me retourne l'erreur suivante : Vectors must be the same length. Je ne sais pas comment la corriger.
J'ai donc seulement écrit "plot(y2)", et j'ai obtenu ce graphique :
fs26.png
Mais je ne sais pas si ça peut me donner des infos utiles.
Enfin, j'ai calculé la puissance instantanée P et je l'ai affiché ainsi :

P = y2.^2;
plot(P);

J'ai obtenu ceci :
fs27.png
peut être que je peux l'utiliser pour la détection de présence ou absence de signal audio ?
Pour ce qui est des formules avec un sigma, oui je les connais, mais je ne sais pas quoi en faire

[GBo]

Une première façon (la plus simple) de savoir si un fichier audio contient un signal ou pas, c'est de voir s'il contient de l'énergie, suivant la définition rappelée ici:

Source: https://engineering.purdue.edu/~sund...E301_Notes.pdf

Il faut donc sommer, pour tout le vecteur mono, les valeurs de chaque sample mis au carré (la valeur absolue est optionnelle, elle ne changera rien).


(*) NB aux experts: c'est une façon discutable de procéder (j'aurais fait un spectrogramme par exemple) mais je m'adapte aux éléments de cours que le primo posteur nous a fourni.

[GBo]

P = y2.^2;
plot(P);

J'ai obtenu ceci :
Pièce jointe 425298
peut être que je peux l'utiliser pour la détection de présence ou absence de signal audio ?
Pour ce qui est des formules avec un sigma, oui je les connais, mais je ne sais pas quoi en faire

Ah oui bonne idée, c'est un peu comme la première étape d'un détecteur d'enveloppe !
https://s3.amazonaws.com/embeddedrel...fig3_11217.jpg