circuit analogique pour transformée ondelettes en temps réel d'un signal sonore

[jp112]

Bonjour à tous, je m'intéresse à la reconnaisse vocale et je souhaite approfondir le potentiel pratique d'une analyse par ondelettes. Pour faciliter la tâche et permettre de réaliser rapidement, tout en variant les paramètres, un grand nombre d'essais, j'ai pensé à un circuit électronique câblé (traitement analogique du signal) qui fournirait la décomposition en ondelettes en temps réel (il faudrait ensuite récupérer les signaux des ondelettes pour les enregistrer et les visualiser, soit en temps réel, soit a posteriori). Le traitement purement numérique du signal me parait en effet trop lourd à mettre en oeuvre et à exploiter de manière intensive. N'étant pas électronicien, je me demande si c'est un projet réaliste. Qu'en pensent les experts ?
Merci d'avance pour votre intérêt.
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[Vincent PETIT]

Salut,

Le traitement purement numérique du signal me parait en effet trop lourd à mettre en oeuvre et à exploiter de manière intensive.

L'électronique a pourtant évolué du traitement analogique du signal vers le traitement numérique du signal. Il te faut mettre en oeuvre la transformée en ondelette discrète (c'est à dire la partie traitement mathématique juste après avoir numérisé ton signal).

[DAUDET78]

Bonjour jp112 et bienvenue sur FUTURA

je me demande si c'est un projet réaliste. Qu'en pensent les experts ?

Je pense que si tu n'as aucunes notions d'électronique et de traitement du signal en numérique, tu perds ton temps .

[jiherve]

Bonjour,
une transformée en ondelettes ne peut se faire qu'en numérique c'est analogue à une FFT, il faut donc numériser le signal et ensuite avoir une machine de calcul puissante pour calculer la transformée, c'est plutôt couillu!
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[jp112]

Merci Vincent pour ta suggestion, j'ai bien conscience de l'évolution vers le tout numérique, mais l'approche algorithmique des ondelettes sur calculateur me semble lourde à mettre en oeuvre, et je me disait qu'une approche analogique (à base de générateur d'ondelettes, de filtres et de multiplicateurs et d'additionneurs de signaux) aurait en plus l'avantage de fournir un résultat quasi immédiat, même s'il est moins précis (et donc de constituer un outil facile à utiliser de manière intensive pour explorer le signal de parole qui m'intéresse). Mais peut-être est-ce que je prends mes désirs pour une réalité...

[Vincent PETIT]

[...]mais l'approche algorithmique des ondelettes sur calculateur me semble lourde à mettre en oeuvre, et je me disait qu'une approche analogique [...] aurait en plus l'avantage de fournir un résultat quasi immédiat, même s'il est moins précis[...]

Je comprends ce que tu veux dire mais sache que ce genre d'approche a été abandonné depuis fort longtemps à cause des problèmes intrinsèques de l'analogique.

Le montage serait beaucoup trop volumineux, il consommerait énormément, le résultat dépendrait de l'incertitude de tous les composants (et ils sont nombreux, dérive en fonction de la température, des fluctuations de tension, une simple résistance banale genre "film métallique" classique à une tolérance de 5%) a ça tu peux ajouter les bruits électroniques comme le bruit thermique et le bruit de grenaille qui sont les bruits naturels des électrons qui bougent. Et il y a les problèmes de compatibilité électromagnétique, une simple variation de courant dans un fil génère un champs électromagnétique (principe de l'antenne) qui peut perturber son voisinage et il y a tous les autres couplages..... Si tu compares tous ces problèmes à la rigueur mathématique nécessaire à l'analyse d'un signal, tu te rendras compte rapidement que seul les problèmes relativement simples sont résolvables par un système analogique.

Très tôt dans l'histoire de l'électronique, le numérique s'est imposé car on parle de niveau logique 1 et 0 indépendamment de tous les problèmes ci dessus. On pouvait donc bâtir un algorithme à partir de données fiables (dans le sens : qui ne vont pas se mettre à ajouter de l'incertitude suivant qu'il fait froid ou chaud dans la pièce ou si la machine à laver, qui se trouve, à côté est entrain de tourner ou pas)

Regarde du côté du logiciel SciLab (c'est comme Matlab mais gratuit), c'est un outil très puissant si on veut faire du traitement du signal sans se lancer directement sur un DSP/Microcontrôleur/FPGA. Il y a une toolbox Wavelet que l'on peut ajouter afin de faire des transformées en ondelette discrètes sur un signal audio que tu rendras discrets aussi via une numérisation (format wave)

A+

[lou_ibmix_xi]

mais l'approche algorithmique des ondelettes sur calculateur me semble lourde à mettre en oeuvre

Clairement, tu n'as jamais mis les mains là-dedans ! Si l'equation est lourdingue en numérique, je n'ose même pas imaginer la tronche du schéma analogique, encore moins sa mise au point... si tant est qu'il soit possible de le faire en analogique.

Je comprends ce que tu veux dire mais sache que ce genre d'approche a été abandonné depuis fort longtemps à cause des problèmes intrinsèques de l'analogique.

Je ne vois effectivement pas d'intérêt à du traitement du signal en analogique... tolérance, dérive des composants, souplesse etc...

Mais il y a également des traitements qui sont impossibles en analogique, un filtre déphaseur pur par exemple... Je ne connais pas assez les ondelettes mais il n'est pas impossible que ce soit le cas...

Laisse tomber l'analogique, tu vas perdre ton temps.

[jiherve]

Bonsoir,
il y a bien longtemps certains des premiers dispositifs de reconnaissance vocale reposaient sur une analyse spectrale analogique. Le son capté par un micro et amplifié passait par une batterie de filtres dont les sorties étaient redressées et filtrées avant d’être numérisées de façon cyclique par un ADC continu on obtenait ainsi une sorte de diagramme temps/ spectrogramme qui était censé être représentatif du mot prononcé , une signature qui était enregistrée lors de la phase d'apprentissage, la reco se faisait ensuite par un calcul de distance entre ce qui était reçu et la base de donnée contenant toutes les signatures mémorisées. Cela fonctionnait assez bien en monolocuteur et avec des mots ou groupe de mots non ambigus * cela échouait lamentablement si le locuteur changeait un peu sa voix.
* je me souviens que" lapin","patin","tapin","rupin" ruinaient l'algorithme
JR

[Yvan_Delaserge]

Et le "processeur humide" que chacun de nous possède entre ses deux oreilles, il fait de la reconnaissance vocale en analogique ou en numérique ?

[Vincent PETIT]

En effet, il est performant pour reconnaître des sons sur une très petites plages pour les comprendre ensuite.

Mais il est bien incapable de répondre à la demande de ce sujet, c'est à dire de faire une transformée en ondelettes temps réel de ce qu'il entend.

Nous ne savons pas différencier des sons ou niveau trop proches, nous n'avons pas une bonne notion de fréquence et amplitude, en plus la plage que nous entendons est très petite, il nous ait donc impossible de faire ne serait-ce qu'une transformée de Fourier grâce à notre système de reconnaissance interne.

[jp112]

Notre oreille interne est effectivement un processeur analogique très performant pour le but que la Nature lui a donné : il ne s'agissait pas de fournir un analyseur de signal à vocation universelle, permettant toutes sortes de traitements, mais plutôt d'un outil dédié à des besoins très spécifiques. Il faut dire aussi qu'une grosse partie du travail d'analyse du signal acoustique - et bien sûr d'interprétation - est ensuite prise en charge par le cerveau. Ceci dit, pour la transduction "intelligente", la Nature a beaucoup de cordes à son arc que nous n'avons pas encore en tant qu'ingénieurs (genre MEMS et autres...)
Vincent, je vais regarder cette boite à outils Scilab et voir si je peux en faire quelque-chose, au moins pour commencer sur du concret