Signal et bruit .

[Linuxman99]

Bonjour à tous ,

j'ai 2 questions qui me perturbent actuellement concernant le bruit dans le domaine du traitement de signal
étant donné qu'un signal est représenté temporellement en fonction de son amplitude , et dans le domaine spéctrale est représenté fréquentiellement en fonction de son amplitude (transformé de fourrier ...) .

j'ai 2 questions svp :
-le fait de rajouter du bruit sur un signal , physiquement , cela influe sur quelle composante du signal (l'amplitude , phase , fréquence ) et dans le domaine spéctrale cela influe par analogie sur quoi exactement (aplitude , fréquence ...) ? , comment est representé un signal bruité dans les 2 domaines ?
- peut on injecter un signal de bruit entre l'emission de 2 signaux sans que cela ne bruite les 2 signaux ?

Merci
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[Antoane]

Bonjour,

-le fait de rajouter du bruit sur un signal , physiquement , cela influe sur quelle composante du signal (l'amplitude , phase , fréquence ) et dans le domaine spéctrale cela influe par analogie sur quoi exactement (aplitude , fréquence ...) ? , comment est representé un signal bruité dans les 2 domaines ?

Ca dépend du bruit considéré
Si on se place dans le cas le plus simple/classique, où on ajoute un bruit d'amplitude aléatoire, l'amplitude du signal est localement déformée. Certains bruits jouent sur la phase du signal ou sur la fréquence. Ca dépend de la source de bruit, de ce qui t'intéresse et de la manière dont tu le modélises. Plus simplement : le bruit déforme le signal.
En PJ un exemple : en rouge un signal quelconque, somme de trois sinus, non bruité, en bleu le même signal, auquel on ajoute un bruit d'amplitude uniformément distribuée sur [-2, 2]. On trace l'allure temporelle du signal à gauche, leurs transformées de Fourrier (FFT) à droite (attention aux échelles logarithmiques).
Dans le cas du signal rouge, on observe que la FFT est propre : il n'y a que les trois raies attendues, correspondant aux amplitudes des trois sinus sommés (4, 1 et 2, aux pulsations 1, 3 et 4). Dans le cas du signal bruité, on ajoute des raies (de faible amplitude) sur l'intégralité du spectre : le bruit. Les raies "utiles" (aux pulsations 1, 3 et 4) sont légèrement déformée.

- peut on injecter un signal de bruit entre l'emission de 2 signaux sans que cela ne bruite les 2 signaux ?

J'ai pas compris.

[f6bes]

- peut on injecter un signal de bruit entre l'emission de 2 signaux sans que cela ne bruite les 2 signaux ?

Merci

Bjr à toi,
SI il n'ya pas de signaux (émission entre 2 signaux),
ALORS...il n'y a QUE...du bruit.
Comment cela pourrait il "interférer" sur les signaux émis...puisque ceux ci ne sont PAS émis !!
Reste la possibilité d'une mauvaise formulationj de ta...question .
Bonne journée

[Vincent PETIT]

Salut,
Peut être qu'il parle de dithering qui consiste à envoyer un bruit particulier dans un signal (qui varirait faiblement par exemple) pour ajouter de l'information.

Ce bruit particulier à une valeur moyenne nulle donc il ne gêne pas.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Patrick_91]

Bonjour,

Oui curieux, le bruit ne déforme pas les signaux (a mon sens) s'il s’agit , comme avec le bruit thermique, d'une addition : signal + bruit , le bruit commencera a être gênant dès lors que son amplitude sera du même ordre de grandeur que l’amplitude du signal , il sera plus délicat de séparer des signaux bien sur.
Pour moi il n'y a pas de déformation des signaux , bien sur , la somme des deux offre une représentation différente de celle du signal ou du bruit seul , mais il n'y a pas de "modulation" du signal tant qu'on est pas passé par par exemple par un mélangeur (non linéaire par définition) ou là il se passe des choses compliquées certainement et difficiles à prévoir.
Débat intéressant en tout cas ..
A plus

[Linuxman99]

Bonjour,


Ca dépend du bruit considéré
Si on se place dans le cas le plus simple/classique, où on ajoute un bruit d'amplitude aléatoire, l'amplitude du signal est localement déformée. Certains bruits jouent sur la phase du signal ou sur la fréquence. Ca dépend de la source de bruit, de ce qui t'intéresse et de la manière dont tu le modélises. Plus simplement : le bruit déforme le signal.
En PJ un exemple : en rouge un signal quelconque, somme de trois sinus, non bruité, en bleu le même signal, auquel on ajoute un bruit d'amplitude uniformément distribuée sur [-2, 2]. On trace l'allure temporelle du signal à gauche, leurs transformées de Fourrier (FFT) à droite (attention aux échelles logarithmiques).
Dans le cas du signal rouge, on observe que la FFT est propre : il n'y a que les trois raies attendues, correspondant aux amplitudes des trois sinus sommés (4, 1 et 2, aux pulsations 1, 3 et 4). Dans le cas du signal bruité, on ajoute des raies (de faible amplitude) sur l'intégralité du spectre : le bruit. Les raies "utiles" (aux pulsations 1, 3 et 4) sont légèrement déformée.


J'ai pas compris.

Donc ceci dit , le format du spectre d'un signal bruité dépend du type de bruit (bruit de phase , bruit de fréquence , bruit d'aplitude ) .
la photo que tu as joint est interessante , est ce que tu aurais une autre qui decrit un bruit de phase ou de fréquance , j'ai l'impression que comme l'allure du signal est déformé (bruit en amplitude ) ça devrait être pareil sur la phase .
Cepandant sur une fréquence , je ne vois pas comment elle pourrait de déformer ?

Merci encore

[Linuxman99]

Salut,
Peut être qu'il parle de dithering qui consiste à envoyer un bruit particulier dans un signal (qui varirait faiblement par exemple) pour ajouter de l'information.
.

je n'ai pas compris la citation ci dessus , un bruit ne transporte pas d'information d'après mes connaissances , comme il se peut qu'il ait juste une porteuse mais pas modulé (modulation pour moi c'est de l'information utile à mon niveau ! )
corrigez moi si vous pensez que je me trompe .

Merci à vous

[Antoane]

Bonjour,

Tu peux demander à Google de te parler de jitter et diagramme de l'oeil. L'idée est que si on compte 10 impulsions d'un signal en 10 secondes, on dira que sa fréquence vaut 1Hz. Mais, pour autant, chaque période ne durera pas exactement 1s : certaines seront peut-être à 990ms, d'autres à 1010ms.

[calculair]

Bojour

Si le signal utile est melangé à un bruit, il ne sera plus possible d'extraire le signal utile exactement. Le signal utile sera alors connu avec une erreur qui dépendra de rapport Signal utile à bruit

C'est physique et l'erreur ne pourra pas être supprimée.

Il peut exister des traitements permettant de réduire cette erreur, mais la supprimer totalement sera impossible.

[Linuxman99]

Bonjour,

Tu peux demander à Google de te parler de jitter et diagramme de l'oeil. L'idée est que si on compte 10 impulsions d'un signal en 10 secondes, on dira que sa fréquence vaut 1Hz. Mais, pour autant, chaque période ne durera pas exactement 1s : certaines seront peut-être à 990ms, d'autres à 1010ms.

mais c'est quoi la relation stp ? j'ai pas compris ,
est ce que le fait qu'une impulsion dure moin de temps voudrait dire qu'elle est bruitée ?
PS : Je suis novice ...

[Antoane]

> 10 impulsions d'un signal en 10 secondes, on dira que sa fréquence vaut 1Hz.
car la durée moyenne d'une impulsion est de 10/10=1 s, ce qui correspond à une fréquence de 1 Hz.

> est ce que le fait qu'une impulsion dure moin de temps voudrait dire qu'elle est bruitée ?
Si le signal n'était pas bruité, chaque période durerait 1 s. Cependant, pour une raison quelconque, le signal est bruité, ce qui se traduit par le fait que certaines périodes durent un peu moins que 1 s et d'autres un peu plus.

Dans la figure donnée plus tôt, le bruit entrainait une modification de la valeur du signal en chaque point. Ici, le bruit engendre une modification de la durée de chaque période.

[Linuxman99]

> 10 impulsions d'un signal en 10 secondes, on dira que sa fréquence vaut 1Hz.
car la durée moyenne d'une impulsion est de 10/10=1 s, ce qui correspond à une fréquence de 1 Hz.

> est ce que le fait qu'une impulsion dure moin de temps voudrait dire qu'elle est bruitée ?
Si le signal n'était pas bruité, chaque période durerait 1 s. Cependant, pour une raison quelconque, le signal est bruité, ce qui se traduit par le fait que certaines périodes durent un peu moins que 1 s et d'autres un peu plus.

Dans la figure donnée plus tôt, le bruit entrainait une modification de la valeur du signal en chaque point. Ici, le bruit engendre une modification de la durée de chaque période.

Ok je vois mieux ce que tu veux dire , cependant , supposons qu'on a 2 signaux : du son et des coups de marteau , en tout logique , le signal du marteau est considéré comme un bruit sur le son , donc dans la représentation du signal , comme celle que tu as décrite plus tot , on aura aussi un signal mais dégradé au niveau de son amplitude ou bien juste 2 signaux , ou bien est ce que la figure ci dessus peut être une concaténation des 2 cas (signal sonore et celui du marteau ...) .

car on pratique , quand on gènère du bruit , cela veut dire agir sur un signal utile directement ou bien faire transmettre un signal utile et ensuite generer un bruit la dessus ...
je suis un peu perdu !

merci merci

[Vincent PETIT]

Suite au poste #4

je n'ai pas compris la citation ci dessus , un bruit ne transporte pas d'information d'après mes connaissances , comme il se peut qu'il ait juste une porteuse mais pas modulé (modulation pour moi c'est de l'information utile à mon niveau ! )
corrigez moi si vous pensez que je me trompe .
Merci à vous

Alors nous ne parlions pas de la même chose, c'est pour ça que j'avais écrit "peut être" en parlant de Dithering https://fr.wikipedia.org/wiki/Dither_(audio) voir traitement du signal.

[Antoane]

Bonjour,

Ok je vois mieux ce que tu veux dire , cependant , supposons qu'on a 2 signaux : du son et des coups de marteau , en tout logique , le signal du marteau est considéré comme un bruit sur le son , donc dans la représentation du signal , comme celle que tu as décrite plus tot , on aura aussi un signal mais dégradé au niveau de son amplitude ou bien juste 2 signaux , ou bien est ce que la figure ci dessus peut être une concaténation des 2 cas (signal sonore et celui du marteau ...) .

Avec un micro (ou une oreille), tu ne captes qu'un seul signal : la somme de la musique et du marteau. Il est a priori impossible des les séparer.
Tu peux voir le signal que j'ai tracé comme ce qu'on verrait sur l'écran d'un oscilloscope si on mesurait la tension fournie par un microphone situé dans une pièce où on trouve un diapason (générant la fondamentale sinus) et une vieille télé analogique réglée sur une canal+ (sans le décodeur) et faisant un bruit " de neige" (les pics situés de part et d'autre du sinus).

car on pratique , quand on gènère du bruit , cela veut dire agir sur un signal utile directement ou bien faire transmettre un signal utile et ensuite generer un bruit la dessus ...

Ca dépend... D'une manière général, tout (générateur, amplificateur, milieu de transmission, récepteur...) est bruyant et bruité, mais certains bruits sont faibles/négligeables.
Ex.
- un hautboïste (signal utile) qui joue au milieu de la scène du théâtre des Champs Élysées, dans une salle vide > pas (ou peu) de bruit.
- un hautboïste (signal utile) qui joue au milieu de la scène du théâtre des Champs Élysées, dans une salle comble > pas de bruit venant de la source (le hautbois, c'est joli), mais du bruit venant du public qui tousse et dugluti continuellement.
- si le hautboïste se place devant le théâtre, au milieu de l'avenue Montaigne : il produira encore une fois que du "signal utile", non bruité, mais le bruit venant de la circulation sera fort, éventuellement suffisant pour couvrir le signal utile : on n'entendra plus le hautbois.
- si, a présent, on écoute ce même hautboïste à la radio, avec un vieux récepteur qui grésille : le signal sortant du récepteur sera déjà bruité -- même si je l'utilise au calme.
- si en plus on utilise le récepteur au milieu de la circulation, le signal sortant du récepteur sera bruité et un bruit additionnel s'ajoutera, au niveau du canal de transmission (l'air entre le haut-parleur et mon oreille).

[Linuxman99]

Bonjour,

Avec un micro (ou une oreille), tu ne captes qu'un seul signal : la somme de la musique et du marteau. Il est a priori impossible des les séparer.
Tu peux voir le signal que j'ai tracé comme ce qu'on verrait sur l'écran d'un oscilloscope si on mesurait la tension fournie par un microphone situé dans une pièce où on trouve un diapason (générant la fondamentale sinus) et une vieille télé analogique réglée sur une canal+ (sans le décodeur) et faisant un bruit " de neige" (les pics situés de part et d'autre du sinus).


Ca dépend... D'une manière général, tout (générateur, amplificateur, milieu de transmission, récepteur...) est bruyant et bruité, mais certains bruits sont faibles/négligeables.
Ex.
- un hautboïste (signal utile) qui joue au milieu de la scène du théâtre des Champs Élysées, dans une salle vide > pas (ou peu) de bruit.
- un hautboïste (signal utile) qui joue au milieu de la scène du théâtre des Champs Élysées, dans une salle comble > pas de bruit venant de la source (le hautbois, c'est joli), mais du bruit venant du public qui tousse et dugluti continuellement.
- si le hautboïste se place devant le théâtre, au milieu de l'avenue Montaigne : il produira encore une fois que du "signal utile", non bruité, mais le bruit venant de la circulation sera fort, éventuellement suffisant pour couvrir le signal utile : on n'entendra plus le hautbois.
- si, a présent, on écoute ce même hautboïste à la radio, avec un vieux récepteur qui grésille : le signal sortant du récepteur sera déjà bruité -- même si je l'utilise au calme.
- si en plus on utilise le récepteur au milieu de la circulation, le signal sortant du récepteur sera bruité et un bruit additionnel s'ajoutera, au niveau du canal de transmission (l'air entre le haut-parleur et mon oreille).

Merci , Donc si j'ai bien compris , dans tous les cas cité ci dessous le signal produit est un mélange du signal utile + bruit , donc le signal est dégradé .
mais comment le bruit se colle au signal utile ? physiquement et thèoriquement ?

car dans toutes les représentations aplitude =f(t) (signal utile , et aplitude =b(t) (bruit) , le schéma comporte toujours 2 signaux mais pour la signal final je ne sais pas comment il est produit .
est ce qu'un signal avec une fréquence particulière peut être bruité avec n'importe quel bruit de fréquence X ?

je sais que mes questions sont un peu naives .

merci

[Antoane]

Donc si j'ai bien compris , dans tous les cas cité ci dessous le signal produit est un mélange du signal utile + bruit , donc le signal est dégradé .

Oui.

mais comment le bruit se colle au signal utile ? physiquement et thèoriquement ?

Un son (quel qu'il soit) est une variation de pression d'air. Les différentes sources de son produisent des variations de pression, qui se supperposent (se somment) pour donner le son global. Un peu comme des pierres jetées à la surface d'un lac :
- si on jette régulièrement des pierres en un point donné d'un lac, on va voir des ondulations s'éloigner en cercles (centrés sur là où qu'on lance les pierres) sur toute la surface du lac.
- si on jette ainsi des pierres en deux points distincts du lac les cercles vont provenir des deux zones de jets et si ces zones sont suffisamment proches, les cercles produit par l'un des jets atteindront la deuxième zone de jet. En tout point du lac, on verra donc une superposition des cercles venants des deux jets de pierre.
Chaque jet représente l'une des sources de son, le niveau local d'eau représente le son reçu. Ondes sonores, lumineuse, à la surface d'un lac... C'est kif-kif.

[Linuxman99]

Oui.

Un son (quel qu'il soit) est une variation de pression d'air. Les différentes sources de son produisent des variations de pression, qui se supperposent (se somment) pour donner le son global. Un peu comme des pierres jetées à la surface d'un lac :
- si on jette régulièrement des pierres en un point donné d'un lac, on va voir des ondulations s'éloigner en cercles (centrés sur là où qu'on lance les pierres) sur toute la surface du lac.
- si on jette ainsi des pierres en deux points distincts du lac les cercles vont provenir des deux zones de jets et si ces zones sont suffisamment proches, les cercles produit par l'un des jets atteindront la deuxième zone de jet. En tout point du lac, on verra donc une superposition des cercles venants des deux jets de pierre.
Chaque jet représente l'une des sources de son, le niveau local d'eau représente le son reçu. Ondes sonores, lumineuse, à la surface d'un lac... C'est kif-kif.

Merci pour tes explications , donc on n'a pas besoin d'avoir une signal perturbant ou bruit avec des valeurs précises pour avoir une degradation du signal utile .
peu importe la valeur pourvu qu'elle soit assez forte en puissance .

Merci