Densité spectrale ?
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Densité spectrale ?



  1. #1
    invite04d36b2f

    Densité spectrale ?


    ------

    Bonjour à tous, je réalise un TIPE sur le timbre du son d'un violon et je voudrais savoir si à partir de l'analyse de fourier on peut quantifier la densité des harmoniques pour mettre en évidence le poids ds harmoniques par rapport au fondamental
    Merci par avance

    -----

  2. #2
    LPFR

    Re : Densité spectrale ?

    Bonjour et bienvenue au forum.
    Je ne pense pas que le bon terme soit "densité des harmoniques". Car les harmoniques sont toujours à des endroits discrets, aux multiples de la fondamentale. Pour une même note, les harmoniques de tous les instruments (y compris la voix) sont aux mêmes fréquences.
    Ce qui change ne sont pas les emplacements des harmoniques, mais leur amplitude relative.

    Et si on veut parler musique, l'évolution de la fondamentale et des harmoniques dans le temps dépend aussi de l'instrument et le caractérise.

    L'analyse de Fourier peut vous permettre d'analyser les amplitudes relatives, mais non leur évolution dans le temps. Pour ceci il faut faire un "sonogramme", qui est une série successive d'analyses de Fourier faites pendant des intervalles consécutifs.
    Au revoir.

  3. #3
    louloute/Qc

    Re : Densité spectrale ?

    Bonjour Amélie et bienvenue sur FUTURA,

    Un orgue électronique fait exactement ça, en modifiant le niveau de chaque harmonique par rapport à la fondamentale, il recrée le son du piano et d’autres instruments.
    男人不坏,女人不爱

  4. #4
    coussin

    Re : Densité spectrale ?

    J'ai entendu dire, je ne sais pas si c'est vrai ou si c'est une « légende urbaine », que dans un piano le marteau frappe la corde à environ 1/7 de sa longueur de manière à ne pas exciter la septième harmonique qui est dissonante

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    louloute/Qc

    Re : Densité spectrale ?

    Y a-t-il un accordeur dans la salle?

    En tout cas, les guitaristes savent bien qu'on change facilement le son de la gratte en pinçant à différents niveaux.
    男人不坏,女人不爱

  7. #6
    invite04d36b2f

    Re : Densité spectrale ?

    Merci à tous
    oui, je pense que le terme de densité n'est pas le plus approprié. Mais par exemple, quand on compare le spectre d'un son émis par une corde pincée et un autre émis par une corde frottée on constate (à vue d'oeil) qu'il y a bcp plus d'harmonique pour la corde frottée et c'est cette caractéristique que j'aimerai quantifier =) histoire de ne pas faire qu'une analyse qualitative : )

  8. #7
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Densité spectrale ?

    Bonjour

    C'est amusant, j'avais répondu à une question identique il y a quelque temps. Voici le sujet: http://forums.futura-sciences.com/ph...e-frottee.html

    J'ai entendu dire, je ne sais pas si c'est vrai ou si c'est une « légende urbaine », que dans un piano le marteau frappe la corde à environ 1/7 de sa longueur de manière à ne pas exciter la septième harmonique qui est dissonante
    Oui, la "quinte du loup", il s'agit de la 11eme quinte.

  9. #8
    phuphus

    Re : Densité spectrale ?

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    J'ai entendu dire, je ne sais pas si c'est vrai ou si c'est une « légende urbaine », que dans un piano le marteau frappe la corde à environ 1/7 de sa longueur de manière à ne pas exciter la septième harmonique qui est dissonante
    Vous avez une petite méthode simple : regardez sur le net des photos de pianos ouverts : les marteaux sont tous alignés et les cordes "partent" toutes à peu près du même endroit, seul leur point "d'arrivée" change. Difficile dans ces conditions de frapper à 1/7 sur toutes les cordes... De plus, je vois mal tous les fabricants de piano adopter cette même règle simpliste... Enfin, frapper une corde sur le noeud de vibration d'un mode n'empêche pas ce mode de vibrer (c'est même le contraire dans certains cas, avec une excitation en déplacement). Surtout avec des marteaux souples qui ne sont pas assimilables à des excitations ponctuelles.

    Donc : légende urbaine, même si on la trouve sur des documents qui pourraient paraître crédibles.

    Citation Envoyé par louloute/Qc
    En tout cas, les guitaristes savent bien qu'on change facilement le son de la gratte en pinçant à différents niveaux.
    C'est plus exactement en frôlant d'un doigt la corde sur certains noeuds de vibration pendant qu'il la pince de l'autre main qu'il vont privilégier les modes possédant des noeuds à ces endroits, et complètement annuler ceux qui ont des ventres à cet endriut. Pour les autres modes, cela dépend du doigté !

    Citation Envoyé par Dudulle
    Oui, la "quinte du loup", il s'agit de la 11eme quinte.
    Le septième harmonique n'est pas disonnant, et n'est éloigné de la 12ème quinte (1.5^11 est pour le coup très différent de 2^7...) de manière significative que dans les tempéraments à quinte juste (exemple type : en pythagoricien). Le tempérament égal a depuis longtemps rendu TOUTES les quintes théoriquement dissonantes, mais suffisament tolérantes à une éducation de l'oreille.

    Je rajouterai que ce 7ème harmonique, par exemple pour un la 440, est tout de même à 3080Hz, zone dans laquelle les accordeurs de piano ne suivent plus la progression géométrique du tempérament égal : en effet, à ces fréquences, on doit faire plus que doubler la fréquence pour doubler la sensation d'aigü (c'est la fameuse "courbe en S" de tonie). Et tout ceci est sans compter l'inharmonicité du piano due à la non négligeabilité du module de Young des cordes devant leur tension...

    Bref, un problème complexe qu'il est délicat de résumer à piano = cordes frappées à 1/7.

    @ Amélie2301 : c'est en tous cas un excellent sujet ! Le timbre porté par la composition harmonique est une première approche, amplement suffisante pour un TIPE, mais si tu veux aller plus loin je te fais part d'une petite anecdote : lors de tests d'écoute entre des sons de cloche et des sons de piano, peu de personnes font la différence si l'on ampute les première millisecondes de son. Dans ce cas, le timbre est en premier lieu porté par les transitoires d'attaque. Le violon est plus simple puisqu'il se rapproche plus d'un son stationnaire, mais l'attaque joue tout de même.
    Autre petit truc : l'archet du violon excite la corde grâce à du stick-slip, mais ce stick-slip ne se fait pas à n'importe quelle fréquence, il est en effet calé sur le premier mode de la corde. Or, ce stick-slip constitue une suite de chocs, qui vont forcément se retrouver dans le spectre de l'instrument...

  10. #9
    phuphus

    Re : Densité spectrale ?

    Citation Envoyé par louloute/Qc Voir le message
    Un orgue électronique fait exactement ça, en modifiant le niveau de chaque harmonique par rapport à la fondamentale, il recrée le son du piano et d’autres instruments.
    Je suis d'accord que les premiers Hammond étaient basés sur ce principe, ainsi que plus récemment les OPL3 des vieilles carte sons. Mais difficile de faire un son de piano comme cela ! Maintenant, on passe par de l'échantillonnage, de la synthèse vectorielle, de la modélisation physique et autres synthèses granulaires...

  11. #10
    phuphus

    Re : Densité spectrale ?

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Pour une même note, les harmoniques de tous les instruments (y compris la voix) sont aux mêmes fréquences.
    Ce qui change ne sont pas les emplacements des harmoniques, mais leur amplitude relative.
    Pas tout à fait. J'évoque l'inharmonicité du piano plus haut, voici un lien pour avoir quelques explications :

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Inharmo...C3%A9_du_piano

  12. #11
    stefjm

    Re : Densité spectrale ?

    Si vous voulez un peu de maths, la série musicale :

    http://forums.futura-sciences.com/sc...iteoeoeoe.html

    pour variant de à
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  13. #12
    invitef17c7c8d

    Re : Densité spectrale ?

    Citation Envoyé par Amélie2301 Voir le message
    Bonjour à tous, je réalise un TIPE sur le timbre du son d'un violon et je voudrais savoir si à partir de l'analyse de fourier on peut quantifier la densité des harmoniques pour mettre en évidence le poids ds harmoniques par rapport au fondamental
    Merci par avance
    Oui tout à fait : c'est ce qu'on appelle le "suivi d'ordre" ou "order tracking" en anglais. Comme le dit LPFR, le sonogramme ou spectrogramme est un bon outil pour résoudre ton problème. L'idée est de partir d'un enregistrement temporel de l'instrument (du type .wav) puis de le passer à la moulinette du sprectrogramme. A partir de la tout devient "graphique". A toi de te enseigner sur les techniques de "suivi d'ordre"

  14. #13
    phuphus

    Re : Densité spectrale ?

    Citation Envoyé par lionelod Voir le message
    Oui tout à fait : c'est ce qu'on appelle le "suivi d'ordre" ou "order tracking" en anglais. Comme le dit LPFR, le sonogramme ou spectrogramme est un bon outil pour résoudre ton problème. L'idée est de partir d'un enregistrement temporel de l'instrument (du type .wav) puis de le passer à la moulinette du sprectrogramme. A partir de la tout devient "graphique". A toi de te enseigner sur les techniques de "suivi d'ordre"
    Bonjour,

    non, le suivi d'ordre est une technique d'échantillonnage synchrone (ou de rééchantillonage synchrone si jamais on dispose, pour une machine tournante, d'un échantillonnage à fréquence fixe et d'une voie tachymétrique) permettant de s'adapter à tout moment au régime de rotation d'une machine tournante. Je l'ai déjà utilisée pour décortiquer des sonorités de moteurs automobiles. Pour une vibation entretenue (corde frottée), un simple spectre suffit. Pour une vibration libre, le sonagramme est un bon outil, mais peut (voire doit) être complété par d'autre pseudo-diagrammes temps/fréquence : ondelettes, Wigner-Ville (plus délicat pour ce dernier, le paramètre de lissage étant prépondérant sur la qualité du résultat).

  15. #14
    invitef17c7c8d

    Re : Densité spectrale ?

    Oui mais bon faut savoir s'adapter et savoir détourner des outils...
    On fait pas du temps-réel, on fait du post-traitement.
    Au lieu du régime moteur, repérer la fondamentale sur le graphe.
    Puis définir une petite plage de fréquence autour de la fondamentale et calculer une énergie spectrale dans cette plage.
    Faire la même chose avec les harmoniques.
    Enfin comparer le tout et le tour est joué.
    Ne vous embéter pas avec les histoires de synchrone et asynchrone et compagnie...

  16. #15
    phuphus

    Re : Densité spectrale ?

    Citation Envoyé par lionelod Voir le message
    Oui mais bon faut savoir s'adapter et savoir détourner des outils...
    On fait pas du temps-réel, on fait du post-traitement.
    Au lieu du régime moteur, repérer la fondamentale sur le graphe.
    Puis définir une petite plage de fréquence autour de la fondamentale et calculer une énergie spectrale dans cette plage.
    Faire la même chose avec les harmoniques.
    Enfin comparer le tout et le tour est joué.
    Ne vous embéter pas avec les histoires de synchrone et asynchrone et compagnie...
    ... et donc obtenir comme résultat les amplitudes des pics de résonance, résultats que l'on aurait eus dans le cas du violon avec un simple spectre.
    Ne vous embêtez pas avec les histoires de repérage de fondamental, de calcul d'énergie spectrale et compagnie...

    De plus, où avez-vous vu que je conseillais explicitement de repasser par de l'échantillonnage synchrone pour l'analyse du signal d'un violon ?

  17. #16
    invitef17c7c8d

    Re : Densité spectrale ?

    Non pour la simple et bonne raison que sur un spectrogramme, les pics sont rouges flambloyants (pas juste une amplitude ou l'on ne sait pas vraiment ce que c'est). Avec le sonogramme, vous prenez de la hauteur, vous avez une vue d'ensemble. Pourquoi se priver de l'avantage indéniable du sonogramme, alors que la traitement du signal n'est pas plus compliqué qu'un simple spectre.
    Définitement, adopter le spectrogramme pour ce type d'anayse.

    De plus on peut supposer qu'elle va enregistrer une petite ritournelle, pas qu'une seule note. Ecouter une seule note de violon: quel supplice !

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