| Titre : | Dètermination de la frèquence fondamentale par la ùèthode d'autocorrèlation basèe sur LPC et la mèthoe du cepstre |
| Auteurs : | Nadjoua Alloui, Auteur ; Sbaa Salim, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Université Mohamed Kheider, 2009 |
| Format : | 75 / Ill / 30 cm |
| Note générale : | Bibliographique |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Signal de parole,spectrograme,prédiction linéaire,fréquence fondamentale,autocorrélation,détection de pitch,décision de voisement. |
| Résumé : |
Notre projet a pour but la détermination de la fréquence fondamentale F0 d’un signal vocal. Tout au long de mon étude je vais m’intéresser aux différentes méthodes déjà existantes pour ce type de détection et axer mon projet sur la méthode d’autocorrélation basé sur LPC et la méthode cepstrale.
Il faut savoir que les sons peuvent être de deux types différents : on retrouve les sons voisés et non voisés. La différence se situe au niveau des cordes vocales qui vibrent au passage de l’air dans le premier cas et qui laisse passer librement l’air dans le deuxième. Seules les consonnes peuvent être à la fois voisées et non voisées. Les voyelles quant à elles sont systématiquement voisées. F0(t) est la fréquence fondamentale du signal vocal voisé à l’instant t. Cette fréquence nous donne un indice sur le Pitch du signal vocal. Le Pitch étant la fréquence fondamentale perçue par l’oreille. (Attention, ce n’est pas forcément F0). L’intérêt de la détection du Pitch est multiple. Tout d’abord il permet généralement de différencier une voix masculine d’une voix féminine. Mais il permet également de différencier les différentes parties d’une phrase et ainsi nous aider dans sa compréhension. Enfin le Pitch permet également de déceler l’émotivité du lecteur. Ainsi il est possible d’imaginer un détecteur de mensonge élaboré à partir de ce principe et en complément d’autres capteurs. |
| Sommaire : |
Introduction général ………………………………………………………………………………………………………………….……. 1
CHAPITRE I : ANALYSE DE LA PAROLE …………………………………………………………………………………... 3 I.1 Introduction ………………………………………………………………………………………………………………………… 4 I.2 Qu’est-ce q un parole ………………………………………………………………………………………………………….... 4 I.3 Fonctionnement de l’appareil vocal ………………………………………………………………………………………. 5 I.4 Caracteristiques articulatoires et acoustiques de la parole …………………………………………………….. 5 I.4.1Opposition voisée-non voisée ……………………………………………............................................................... 7 I.4.2Opposition orale-nasale ………………………………………………………………………………………………….. 8 I.5 Propriété statistiques du signal parole …………………………………………………………………………………... 8 I.5.1 Détection du voisement ………………………………………………………………………………………………….. 8 I.5.2 La fontion d’autocorrelation …………………………………………………………………………………………... I.5.3 densité spectrale de puissance a court terme………………………………………………………………….. I.5.4 Valeur moyenne et variance………………………………………. ……………………………..……………………. 9 11 12 I.6 Spectrogramme ……………………………………………………………………………………………………………………. 12 I.6.1 Principe…………………………………………………………………………………………………………………………. 13 I.6.2 type de spectrogramme………………………………………………………………………………………………….. 13 I.6.2.1 Les spectrogramme a bande large…………………………………………………………………………….. 13 I.6.2.2 Les spectrogramme a bande étroite…………………………………………………………………………. 14 I.7 Caractéristiques phonétiques ………………………………………………………………………………………………... 14 I.7.1 Phonème ……………………………………………………………………………………………………………………….. 14 I.7.2-Voyelles ………………………………………………………………………………………………………………………… 15 I.7.3 Consonnes…………………………………………………………………………………………………………………….... 15 I.8 Les paramètres acoustiques de la parole………………………………………………………………........................... 16 I.8.1 Formant ……………………………………………………………………………………………………………………...... 17 I.8.2 Modélisation de la parole…………………………………………………………………………... I.9 Le modèle autorégressif (AR)……………………………………………………………………….. 18 19 I.10 Conclusion ……………………………………………………………………………………………………………………….. 20 CHAPITRE II : LES ALGORITHMES POUR LA DETERMINATION DE PITCH ……..……….. 21 III.1 Introduction ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 22 II.2 La fréquence fondamentale ................................................................................................................................. 22 II.3 Problèmes liés à la détermination de la période ……………………………………………………………........ 24 II.3.1 Ambiguïtés d’octave …………………………………………………………………………………………………….... 24 II.3.2 Variations temporels de la période ………………………………………………………………………………... 24 II.4 Classification de l’algorithme ……………………………………………………………………………………………….. 25 II.4.1 Algorithme temporels à cours terme ……………………………………………………………………………… 25 II.4.2 Les algorithmes fréquentiels à court terme ……………………………………………………………………. 26 II.4.3 Les algorithmes temps -fréquences………………………………………………………………………………… 26 II.4.4 Les algorithmes temps -échelles ……………………………………………………………………………………. 26 II.5 Algorithmes d’estimation de pitch ……………………………………………………………………………………….. 27 II.5.1 Introduction ……………………….………………………………………………………………………………………... 27 II.5.2 Domaine temporel………………………………………………………………………………………………………… 27 II.5.2.1 Fonction d’autocorrelation ……………………………………………………………………………………... 27 II.5.2.2 AMDF : averaged magnitude difference function………………………………………………………. 29 II.5.3 Domaine frequentiel ……………………………………………………………………………………………………... 30 II.5.3.1 Methode de peigne ………………………………………………………………………………………………… 30 II.5.4 Méthodes mixtes ………………………………………………………………………………………………………… 31 II.5.4.1 Méthode de SIFT ……………………………………………………………………………………………………… 31 II.10 Conclusion …………………………………………………………………………………………………………………………………… 31 CHAPITRE III : LA METHODE D’AUTOCORRELATION BASEE SUR LPC ET LA METHODE CEPSTRALE AVEC RESULTATS EXPERIMENTAUX…………………………… 32 III.1 Introduction………………………………………………………………………………………………………………………… 33 III.2 1a méthode d’autocorrelation base sur l’analyse LPC…………………………………………………………… 33 III.2.1 Introduction…….…………………………………………………………………………………………………………… 33 III.2.2 Fonction d’autocorrelation de signal residus…………………………………………………………………... 34 III.2.3 Estimation de la periode du fondamental ………………………………………………………………………. 36 a- Prédiction lineaire …………………………………………………………………………………………………………... 36 a .1. Mesure de l’erreur de prédiction……………………………………………………………………………….. 36 a .2. Calcul des coefficients de prediction lineaire……………………………………………………………… 37 a .3. Interpretation de la prediction lineaire ……………………………………..………………………………. 39 b. Modelisation ………………………………………………………………………………………………………………….. 40 c. Spectre……………………………………………………………………………………………………………………………. 41 d. Analyse LPC ……………………………………………………………………………………………………………………………. 41 d-1 Énergie et valeur efficace ………………………………………………………………………………………………….. 42 d-2 Fonction de transfert h(z) du conduit vocal et stabilite………………………………………………… 42 d-3 Réponse fréquentielle du conduit vocal ……………………………………………………………………… 42 E. Recherche du pitch ………………………………………………………………………………………………………….. 43 E-1 Filtrage du signal ……………………………………………………………………................................................. 43 E-2.Recherche du signal d’excitation e[n] ……………………………………………………………... 43 E-3 Autocorrélation de e[n] ……………………………………………………………………………......................... 44 III.2.4 Rapports signal sur bruit ……………………………………………………………………………………………… 46 III.2.5 Détection de la fréquence fondamentale du signal et décision (voisé /non voisé) …………… 46 III.2.5.1 plus du tiers du maximum central ……………………………………………………………………….. 46 III.2.5.2 le taux de passage par zéros (PPZ) et énergie de signal …………………………………………… 47 a. Problème seuil (thréshold) et présence de bruit ………………………………………………………….. 47 III.2.5.3 Méthode SFM ……………………………………………………………………………………………………….. 48 III.2.6 Nouvelle méthode de décision (voisé /non voisé) applicable avec toutes les méthodes …... 48 III.2.6.1 Introduction …………………………………………………………………………………………………………… 48 III.2.7.2 présentation de la nouvelle méthode ……………………………………………………………………… 49 III.2.6.3 Conclusion ……………………………………………………………………………………………………………... 50 III.2.6.4 Estimation de seuil ……………………………………………………………………………………………….. 51 III.2.7 le contour de pitch et le choix de la valeur exact de pitch ……………………………………………… 52 III.2.8 Algorithmes ………………………………………………………………………………………………………………. 52 III.9 L’estimation de pitch et la décision V/NV (1/3 max centrale,EZR et SFM) ……………………….. 55 III.2.10 Limitations de la méthode d’autocorrélation ……………………………………………………………… 59 III.2.11 amélioration de la méthode…………………………………………………………………………………………. 60 III.2.12 Conclusion……………………………………………………………………………………...………………………….... III.3 Méthode cepstre ……………………………………..……………………………………………………...…………………….. 60 61 III.3.1 Introduction …………………………………………………………………………………………………………………... 61 III.3.2 Modèle source -filtre pour un signal périodique ………………………………………………………………. 61 III.3.3 Définition du cepstre d’un signal discret ………………………..………………………………………………... 62 III.3.4 Propriétés du cepstre ……………………………………………………………………………………………………. 62 III.3.4.1 Cepstre du filtre ……………………………………………………………………………………………………… 62 III.3.4.2 Cepstre de la source . ……………………………………………………………………………………………… 64 III.3.5 Estimation de la période à l’aide du cepstre …………………………………………………………………….. 65 III.3.6 Méthode ………………………………………………………………………………………………………………………… 66 III.3.6.1 introduction …………………………………………………………………………………………………………... 66 III.3.6.2 Filtrage de signal …………………………………………………………………………………………………… 66 III.3.6.3 un fenêtrage de Hamming ………………………………………………………………………………………. 66 III.3.6.4 LA FFT du signal …………………………………………………………………………………………………….. 67 III.3.6.5 logarithme du la FFT du signal ……………………………………………………………………………….. 67 III.3.6.6 la FFT inverse du signal ……………………………………………………………………………………......... 67 III.3.7 Le contour de pitch……………………………………………………………………………………………………. 69 III.3.8 L’influence de bruit sur la détection de pitch et la décision V/NV ……………………………….. 69 III.3.8.1 comparaison de la méthode COLEA et Energie/PPZ vis à vis le bruit …………………… 70 III.3.9 Problème limitation…………………………………………………………………………………………………... 72 III.3.10 Conclusion………………………………………………………………………………………………………………….. 72 III.4 Comparatif des méthodes (ACF_LPC, Cepstre) ………………………………………………………………………. 73 III.4.1 Résultats ………………………………………………………………………………………………………………………. 73 III.4.2 Conclusion ……………………………………………………………………………………………………………………. 74 Conclusion générale……………………………………………………………………………………….…………………………… 76 |
Disponibilité (2)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
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| M/0551 | Memoire ingenieur | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses | |
| M/0551 | Memoire ingenieur | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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