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Title:
METHOD AND DEVICE FOR ANALYSING A DIGITAL AUDIO SIGNAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/082106
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a device and a method for analysing a digital audio signal (C) for use for identifying musical notes present in a sound, audio or musical signal. The invention is characterised in that the method consists in: creating filters (7) having different bandwidths each corresponding to a frequency interval including the frequency (fi) of a musical note to be identified, the set covering the frequency range to be analysed; filtering the digital audio signal (C) using the created filters arranged in a filter bank (5) to break down the digital audio signal (C) into as many output signals as there are filters (7) in the bank (5), each of the output signal (Fi) corresponding to a musical note to be identified so as to produce a projection of the digital audio signal (C) into a time-frequency base.

Inventors:
Vrazic, Sacha c/o Office, Méditerranéen De Brevets D'invention Et De Marques Cabinet Hautier 24 (rue Masséna Nice, F-06000, FR)
Application Number:
PCT/FR2002/001107
Publication Date:
October 17, 2002
Filing Date:
March 29, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SIGTONE S.A. (2229, route des Crêtes Sophia Antipolis, F-06560, FR)
Vrazic, Sacha c/o Office, Méditerranéen De Brevets D'invention Et De Marques Cabinet Hautier 24 (rue Masséna Nice, F-06000, FR)
International Classes:
G01R23/167; H03H17/02; (IPC1-7): G01R23/167; H03H17/02
Other References:
KUHN W B: "A REAL-TIME PITCH RECOGNITION ALGORITHM FOR MUSIC APPLICATIONS" COMPUTER MUSIC JOURNAL, CAMBRIDGE, MA, US, vol. 14, no. 3, 1990, pages 60-71, XP000783866
FERNANDEZ-CID ET AL: "Multi-pitch estimation for polyphonic musical signals" ACOUSTICS, SPEECH AND SIGNAL PROCESSING, 1998. PROCEEDINGS OF THE 1998 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SEATTLE, WA, USA 12-15 MAY 1998, NEW YORK, NY, USA,IEEE, US, 12 mai 1998 (1998-05-12), pages 3565-3568, XP010279575 ISBN: 0-7803-4428-6
Attorney, Agent or Firm:
Decobert, Jean-pascal (Office Méditerranéen de Brevets d'Invention et de Marques Cabinet Hautier 24, rue Masséna Nice, F-06000, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé d'analyse d'un signal audio numérique (C) utilisable pour la reconnaissance des notes de musique présentes dans un signal sonore, audio ou musical, caractérisé par le fait que : on crée des filtres (7) présentant des largeurs de bande passante distinctes correspondant chacune à un intervalle de fréquence incluant la fréquence (fi) d'une note de musique unique à reconnaître, I'ensemble couvrant la gamme fréquentielle à analyser ; on filtre le signal audio numérique (C) en utilisant les filtres créés organisés en banc (5) pour décomposer le signal audio numérique (C) en autant de signaux de sorties que de filtres (7) présents dans le banc (5), chacun des signaux de sortie (Fi) correspondant à une note de musique à reconnaître afin de réaliser une projection du signal audio numérique (C) dans une base temps fréquence.
2. Procédé, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la largeur de bande passante de chaque filtre (7) correspond à un intervalle de fréquence symétrique autour de la fréquence (fi) de la note de musique à reconnaître.
3. Procédé, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on effectue un filtrage préliminaire du signal audio numérique (C) par un filtre (3) à réponse impulsionnelle finie, et qu'on effectue un sous échantillonnage du signal audio numérique (C) pour réduire son débit, le souséchantillonnage étant fonction de la gamme fréquentielle à analyser.
4. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on obtient le signal audio numérique (C) par acquisition d'un signal sonore (A) par microphone (1) et échantillonnage.
5. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on compense le temps de groupe de chaque filtre (7) par un filtre de retard pur (8) de valeur adaptée.
6. Dispositif d'analyse d'un signal audio numérique (C) utilisable pour la reconnaissance des notes de musique présentes dans un signal sonore, audio ou musical, caractérisé par le fait qu'il comporte un banc (5) de filtres (7) dans chacun desquels le signal audio numérique (C) est injecté en entrée, lesdits filtres (7) présentant des largeurs de bande passante distinctes mais couvrant l'ensemble de la gamme fréquentielle à analyser, chaque largeur de bande passante incluant la fréquence (fi) d'une seule note de musique, pour décomposer le signal audio numérique (C) en autant de signaux de sorties (Fi) que de notes de musique (fi) à reconnaître, afin de réaliser une projection du signal audio numérique (C) dans une base tempsfréquence.
7. Dispositif, selon la revendication 6, caractérisé par le fait, qu'il comporte un quantificateur (6) de détermination de la largeur de la bande passante de chaque filtre (7) du banc (5) pour qu'à chaque filtre (7) corresponde une et une seule note de musique.
8. Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le quantificateur (6) est constitué de moyens de calcul de la fréquence (fi) de chaque note de musique de la gamme de fréquence à analyser et des seuils de fréquence séparant deux notes consécutives pour affecter à chaque filtre (7) une largeur de bande passante comprise entre deux seuils de fréquence consécutifs et incluant la fréquence (fi) d'une note.
9. Dispositif, selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait qu'il comprend un souséchantillonneur (4) pour la réduction préalable du débit du signal audionumérique (C), le souséchantillonnage étant fonction de la gamme fréquentielle à analyser, et qu'il comporte un filtre (3) à réponse impulsionnelle finie pour un filtrage préliminaire du signal audio numérique (C), avant le souséchantillonnage.
10. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, caractérisé par lefait qu'il comprend un microphone (1) et un échantillonneur (2) pour l'analyse de signaux sonores (A).
11. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend un compensateur du temps de groupe de chaque filtre (7) constitué par un filtre de retard pur (8) de valeur adaptée.
12. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé par le fait que les filtres (7) du banc (5) sont des filtres de Chebychev Type I d'ordre adapté auxquels on associe l'équivalent numérique.
Description:
Procédé et dispositif d'analyse d'un signal audio numérique La présente invention concerne un procédé ainsi qu'un dispositif pour l'analyse d'un signal audio numérique utilisable pour la reconnaissance de notes de musique présentes dans un signale sonore, audio ou musical.

Elle trouvera son application particulièrement dans le domaine de la transcription automatique de signaux sonores, audio et musicaux en particulier pour la construction de partitions lorsqu'un musicien joue de son instrument, mais également l'indexation et la reconnaissance automatique de signaux audio.

Elle aussi applicable à tous types de signaux issus de disques, de fichiers informatiques ou de tout autre support de données, mais également aux signaux issus d'une acquisition temps-réel (via microphone ou autre capteur).

On connaît du document du document FR-A-2.648.566 un procédé et un dispositif de mesures de pics de fréquence contenues dans le spectre d'un signal analogique, par comparateur à seuil.

Selon ce document, on détermine et on stocke les instants de passage du signal par une valeur de seuil donnée à l'aide d'un comparateur de seuil, d'une horloge et d'une mémoire vive.

Par calcul, on détermine la localisation des pics de fréquence contenus dans le spectre du signal analysé.

D'une façon générale, selon l'état de la technique, on réalise un banc de filtres pour une très large étendue de fréquence, par exemple une bande passante d'un

octave ou plus. Les notes de musique sont localisées par détection de leur fréquence, par la méthode dite du PITCH TRACKING.

Cette technique a le problème de présenter une faible fiabilité notamment par le fait que l'étape additionnelle du PITCH TRACKING est présente.

La présente invention permet de remédier aux inconvénients des techniques connues jusqu'à présent, et a l'avantage pour ce faire de présenter un procédé et un dispositif pourvus d'une grande fiabilité.

En effet, on obtient une meilleure précision dans la localisation des notes, tant dans l'espace qu'en fréquence, par le fait qu'on associe un signal à chaque note dont on connaît l'évolution temporelle. Aucune ambiguïté ne peut subsister.

Un autre avantage de l'invention est d'être adaptable à tout type d'instrument de musique, puisqu'on peut adapter la gamme de fréquence à analyser en fonction de la tessiture de l'instrument. Cette implémentation s'effectue d'ailleurs en temps réel.

D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui suit qui présente un mode de réalisation détaillée de l'invention qui n'en est cependant pas limitatif.

La présente invention concerne un procédé d'analyse d'un signal audio numérique utilisable pour la reconnaissance des notes de musique présentes dans un signal sonore, audio ou musical, caractérisé par le fait que : - on crée des filtres présentant des largeurs de bande passante distinctes correspondant chacune à un intervalle de fréquence incluant la fréquence d'une note de musique unique à reconnaître, l'ensemble couvrant la gamme fréquentielle à analyser ; - on filtre le signal audio numérique en utilisant les filtres créés organisés en banc pour décomposer le signal audio numérique en autant de signaux de sorties que de filtres présents dans le banc, chacun des signaux de sortie correspondant à une note de musique à reconnaître afin de réaliser une projection du signal audio numérique dans une base temps- fréquence.

Selon des variantes préférées de ce procédé : - la largeur de bande passante de chaque filtre correspond à un intervalle de fréquence symétrique de la fréquence de la note de musique à reconnaître.

- on effectue un filtrage préliminaire du signal audio numérique par un filtre à réponse impulsionnelle finie

- on effectue un sous échantillonnage du signal audio numérique pour réduire son débit, le sous-échantillonnage étant fonction de la gamme fréquentielle à analyser.

- on obtient le signal audio numérique par acquisition d'un signal sonore par microphone et échantillonnage.

- on compense le temps de groupe de chaque filtre par un filtre de retard pur de valeur adaptée.

L'invention concerne également un dispositif d'analyse d'un signal audio numérique utilisable pour la reconnaissance des notes de musique présentes dans un signal sonore, audio ou musical, caractérisé par le fait qu'il comporte un banc de filtres dans chacun desquels le signal audio numérique est injecté en entrée, lesdits filtres présentant des largeurs de bande passante distinctes mais couvrant l'ensemble de la gamme fréquentielle à analyser, chaque largeur de bande passante incluant la fréquence d'une seule note de musique, pour décomposer le signal audio numérique en autant de signaux de sorties que de notes de musique à reconnaître, afin de réaliser une projection du signal audio numérique dans une base temps-fréquence.

Ce dispositif peut se présenter suivant les modes de réalisation introduits ci- après : - il comporte un quantificateur de détermination de la largeur de la bande passante de chaque filtre du banc pour qu'à chaque filtre corresponde une et une seule note de musique.

- le quantificateur est constitué de moyens de calcul de la fréquence de chaque note de musique de la gamme de fréquence à analyser et des seuils de fréquence séparant deux notes consécutives pour affecter à chaque filtre une largeur de bande passante comprise entre deux seuils de fréquence consécutifs et incluant la fréquence d'une note - il comprend un sous-échantillonneur pour la réduction préalable du débit du signal audio-numérique, le sous-échantillonnage étant fonction de la gamme fréquentielle à analyser, -il comporte un filtre à réponse impulsionnelle finie pour un filtrage préliminaire du signal audio numérique, avant le sous-échantillonnage.

- il comprend un microphone et un échantillonneur pour l'analyse de signaux sonores.

- il comprend un compensateur du temps de groupe de chaque filtre constitué par un filtre de retard pur de valeur adaptée.

- les filtres du banc sont des filtres de Chebychev Type I d'ordre adapté auxquels on associe l'équivalent numérique.

Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs.

Ils représentent un mode de réalisation. Ils permettront de comprendre aisément l'invention.

La figure 1 est un schéma bloc du dispositif selon l'invention dans un mode particulier de réalisation.

La figure 2 illustre la répartition des bandes passantes des filtres du banc dans la gamme de fréquences à analyser.

La figure 3 montre la représentation fréquentielle du dispositif de filtrage selon l'invention.

La figure 4 montre un exemple de signal audio évoluant dans le temps, puis, successivement, deux signaux de sortie correspondant à deux voies de filtrage chacune révélant une note de musique.

En référence à la figure 1, le procédé selon l'invention débute par une acquisition d'un signal sonore A par le biais d'un microphone 1, puis par une numérisation du signal électrique audio B ainsi obtenu au moyen d'un échantillonneur 2.

L'échantillonneur 2 délivre un signal numérique audio C. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut obtenir le signal numérique C d'autres sources et notamment d'un compact disque numérique, d'un fichier informatique ou de toute autre source.

La fréquence d'échantillonnage de l'échantillonneur 2 pourra être la fréquence standard pour des compact-disques audio, c'est-à-dire 44,1 khz.

On procède ensuite avantageusement à un filtrage du signal audio numérique C par le biais d'un filtre à réponse impulsionnelle finie constituant un filtrage anti-repliement (connu sous le terme anti-aliasing).

On fait suivre ce premier traitement du signal C par le biais du filtre 3 par un sous-échantillonnage au niveau d'un sous-échantillonneur repéré 4 en figure 1.

Le sous-échantillonnage a pour fonction de réduire le débit du signal à traiter et ses paramètres dépendent de la tessiture de l'instrument de musique ou de la gamme de fréquences à analyser, afin de respecter la fréquence de NYQUIST.

De même, la réponse impulsionnelle du filtre 3 dépend du taux de sous- échantillonnage utilisé, et donc de la gamme de fréquences à analyser.

Pour la suite de la description, on appelle E le signal issu du sous- échantillonneur 4 qui est le signal de travail utilisable pour l'étape de filtrage par banc de filtres qui sera décrit ci-après.

En effet, le signal de travail E est ensuite traité par un banc de filtres 5 composé par une pluralité de filtres 7 dont la largeur de bande passante est distincte et prédéterminée, et adaptée pour couvrir l'ensemble de la gamme fréquentielle à analyser.

Dans l'application préférée à la reconnaissance de notes de musique, la gamme fréquentielle à analyser correspond à la tessiture de l'instrument. Quant aux largeurs de bande passante de chaque filtre 7, elles sont déterminées pour inclure la fréquence fi d'une note sans interférer avec la fréquence d'autres notes. Ainsi, à chaque filtre 7 est associé une note dans la gamme de fréquence à analyser.

Tel que schématisé en figure 1, le signal de travail E est décomposé ou projeté par le biais du banc de filtres 5, pour obtenir des signaux de sorties Fi chacun révélant la localisation temporelle et fréquentielle d'une note de musique.

Comme indiqué précédemment, la sélectivité de chaque filtre 7 est importante et réalisée par la détermination de l'ordre de chacun des filtres 7. Pour une analyse musicale, la largeur de bande de chaque filtre 7 est déterminée par un quantificateur 6 chromatique apte à fixer les bornes de la bande passante du filtre 7. La bande passante d'un filtre 7 inclut la fréquence fi de la note de musique qui lui est associée.

Elle est construite par un intervalle d'un quart de ton de la part et d'autre de la fréquence fi pour une reconnaissance de 12 notes par octave. Plus précisément, la figure 2 donne une illustration des bandes passantes en fonction de la fréquence. Les seuils de chaque filtre sont déterminés par moyenne arithmétique des fréquences de deux notes successives.

Le quantificateur réalise cette opération. En effet, on peut calculer facilement la fréquence de chaque note de musique selon la suite géométrique dont la progression est la suivante : <BR> <BR> <BR> <BR> i/12<BR> f n+i = fn x 2 Les seuils sont alors définis par : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> fi + fi + 1<BR> Yi = 2 où yi est un seuil du rang i et fi et fi,, les fréquences de deux notes successives de rang i et i+1.

Le quantificateur assure la détermination des seuils jusqu'à la fréquence maximale de la gamme de fréquence à analyser.

On donne ci-après à titre d'exemple un tableau révélant le calcul de fréquence des notes pour deux octaves. Octave Note Fréquence (Hz) 1 C Do 65.40 1 C# Do # 69.29 1 D Ré 73. 41 1 D# Ré # 77. 78 1 E Mi 82. 40 1 F Fa 87. 30 1 F# Fa# 92. 49 Octave Note Fréquence (Hz) 1 G Sol 97.99 1 G# Sol# 103.82 1 A La 110 1 A# La# 116. 54 1 B Si 123. 47 2 C Do 130. 81 2 C# Do # 138.53 2 D Ré 146. 83 2 D# Ré # 155.56 2 E Mi 164.81 2 F Fa 174. 61 2 F# Fa# 184. 99 2 G Sol 195. 98 2 G# Sol# 207.65 2 A La 220 2 A# La# 233. 08 2 B Si 246.94

Ces deux octaves comprennent 24 notes nécessitant le calcul des paramètres de 24 filtres dont les bandes passantes sont obtenues par le quantificateur chromatique 6.

On obtient autant de signaux Fi qu'il y a de notes à analyser, c'est-à-dire 24 dans l'espèce présente.

De façon préférée, les filtres 7 sont des filtres de CHEBYCHEV type I d'ordre 10. L'ordre du filtre s'adapte en fonction de l'instrument et du taux de sous- échantillonnage. Ce type de filtre est par origine analogique et il est donc nécessaire de calculer son équivalent numérique pour une implantation logicielle, ce qui n'exclut pas une réalisation matérielle.

Cet équivalent est obtenu, après calcul des pôles de la fonction de transfert analogique du filtre puis, par calcul du filtre équivalent discret par transformation bilinéaire.

On obtient le filtre équivalent numérique de la forme telle que définie ci-après : Dans cette formule, l'indice, indique le numéro de canal, c'est-à-dire la note à analyser et a et b sont les coefficients des filtres.

A titre d'illustration, on donne ci-après un exemple des coefficients calculés pour ce filtre équivalent discret pour une reconnaissance de notes sur deux octaves. Filtre 1 bo bi bs bs b4 b5 b6 b7 b8 bg bio 0. 0574. 1E'9 0-0.2868.1 E-9 0 0. 5737.1 E-9 0-0. 5737.1 E-9 0. 2868. 1 E-9 0 -0.0574.1E-9 ao ai a2 a3 a4 as Se a7 as as a10 1-9. 7999 43. 3789-114.2075 198.04-236. 36 196.60-112.55 42.43-9.51 0.96 Filtre 2 bo bi bs b3 b4 bs b6 b7 b bg bio 0.025.1 E-'° 0-0.126. 1E-10 0 0.251. 1E-10 0 -0.251.1E-10 0 0126. 1E-10 0 -0. 025.1E''° ao ai a2 a3 a4 a5 as a7 a8 a9 a1o 1-9.78 43. 28-113. 95 197. 74-236. 30 196. 95-113. 05 42. 77-9. 63 0.98 Filtre 3 bo bi b2 bs b4 b5 b6 b7 bs bg bio 0. 0711. 1E-10 0 -0. 3553. 1E-10 0 0.7107.1 E-10 0-0. 7107.1 E-10 0 0.3553.1E-10 0 -0. 0711. 1E-10 ao ai a2 as a4 as a6 a7 as as 1-9.761 43.089-113.279 196.388-234.601 195.561-112.327 42.548-9.597 0.979 Filtre 4 b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 0.0502. 1E-10 0 -0. 251. 1E-10 0 0.5021. 1E-10 0 -0. 5021. 1E-10 0 0.251. 1E-10 0-0.0502.1 E''° ao ai a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 1-9. 733 42.871-112.524 194.883-232.705 194.014-111.523 42.3-9.560 0.977 Filtre 5 bo bi b2 b3 b4 b5 b6 b7 bs bs bio 0.0645. 1E-10 0 -0. 3224. 1E-10 0 0.6449. 1E-10 0 -0. 6449. 1E-10 0 0.3224. 1E-10 0 -0. 0645. 1E-10 ao ai a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 ag a10 1-9. 702 42.628-111.686 193. 213-230. 604 192.300-110.633 42.027-9.52 0.976 Filtre 6 bo bi bs b3 b4 b5 be by b8 bg bio 0. 0681. 1E-10 0 -0. 3407.1 E-° 0 0.6815. 1E-10 0 -0. 6815. 1E-10 0 0.3407. 1E-10 0 -0. 0681. 1E-10 a8 a9 a10 1-9. 667 42. 357-110. 754 191. 360-228. 277 190. 403-109. 648 41.725 -9.475 0.975 Filtre7 bo bi bs bs b4 b5 be b7 b8 b 0. 0949. 1E-10 0 -0. 4745. 1E-10 0 0.9490.1E-10 0 -0. 9490. 1E-10 0 0.4745. 1E-10 0 -0.0949.1E-10 ao ai az as a4 as as a7 as as 1-9. 628 42. 056-109. 718 189. 308-225. 702 188. 305-108. 559 41. 391-9. 426 0. 973 Filtre 8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 0. 0137. 1E-9 0 -0. 0685. 1E-9 0 0.1369. 1E-9 0 -0. 1369.1 E-9 0 0.0685.1E' 0-0.0137. 1E-9 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 1 -9. 584 41. 72-108. 57 187. 035-222. 854 185. 986-107. 354 41.021 -9. 371 0. 972 Filtre 9 bo boo 0.0191. 1E-9 0-0.0954.1 E-9 0 0. 1907.1E-9 0-0.1907. 1E-9 0 0.0954.1E-9 0 -0. 0191.1 E'9 ao ai a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 ag a10 1-9. 536 41. 346-107. 297 184. 523-219. 709 183. 425-106. 025 40.613-9.311 0. 97 Filtre 10 bo bi b2 b3 b4 bs b6 b7 b8 bs bio 0.0246.1 E'9 0-0.1228.1 E'9 0 0.2457. 1E-9 0-0.2457. 1E-9 0 0.1228. 1E9 0 -0.0246.1E-9 ao ai a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 1-9. 481 40. 931-105. 887 181. 747-216. 24 180. 602-104. 557 40. 162-9. 245 0. 968 Filtre 11 bo bi b2 bs b4 b5 b6 b7 bs bs bio 0.0325. 1E-9 0 -0. 1627.1 E'9 0.3253. 1E-9 0-0.3253.1E'° 0 0.1627. 1E-9 0 -0.0325.1E-9 ao ai a2 a3 a4 a5 ara a7 a8 a9 a10 1-9.421 40.469-104.327 178.686-212.421 177.494-102.940 39.664-9.172 0. 967 Filtre 12 bo b1 b2 b3 b4 be b6 b7 b8 bs bio 0. 0436. 1E-9 0 -0.2175.1E-9 0 0. 4358. 1E-9 0 -0. 4358. 1E-9 0 0.2179. 1E-9 0 -0. 0436. 1E-9 a3 a4 a5 a6 a7 a8 1 -9. 353 39. 957-102. 605 175. 317-208. 222 174. 078-101. 160 39. 115-9. 091 0. 965 Filtre 13 bo bs bs b3 b4 bus bio 0.0581. 1E-9 0-0.2906.1 E9 0.5813. 1E-9 0-0.5813. 1E-9 0 0. 2906.1 E'9 0-0.0581. 1E-9 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 1-9. 277 39. 388-100. 706 171. 613-203. 616 170. 329-99. 203 38. 510-9. 002 0. 963 Filtre 14 bo bi b2 b3 b4 b5 b6 b7 bs bs bio 0.0779.1 E-9 0-0.3897. 1E-9 0 0.7793. 1E-9 0-0.7793. 1E-9 0 0.3897.1E-9 0 -0. 0779.1 E-9 ao ai a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 1-9. 192 38. 759 -98. 615 167. 553-198. 573 166.224 -97.057 37.844 -8. 904 -.961 Filtre 15 bo bi b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 bg bio 0.0104. 1E-8 0 -0.0518.1E-8 0.1035. 1E-8 0 -0.1035.1E-8 0 0.0518. 1E-8 0 -0. 0104. 1E-8 ao ai a2 a3 a4 a5 as 1-9. 097 38. 63-96. 318 163. 111-193. 068 161. 741-94. 707 37. 112-8. 795 0. 959 Filtre 16 bo b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 bs bio 0.0138. 1E-8 0-0.0691. 1E-8 0 0.1382.1E-8 0 -0. 1382. 1E-8 0 0.0691.1E-8 0 -0. 0138. 1E-8 ao a3 a4 a5 a6 a7 a8 1 -8. 991 37. 294-93. 801 158. 266-187. 075 156. 858-92. 139 36. 308-8. 675 0.956 Filtre 17 bo bi b2 bs b4 bs b6 b7 b8 b9 b10 0.0184. 1E-8 0 -0. 0921. 1E-8 0 0.1842. 1E-8 0 -0.1842.1E-8 0 0.0921.1E'" 0-0.0184.1E'8 ao a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 1-8. 873 36. 447-91. 049 152. 997-180. 571 151.556-89.342 35. 426-8. 543 0. 953 Filtre 18 bo b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 0.0245. 1E-8 0 -0. 1227. 1E-8 0 0.2454.1E-8 0 -0.2454.1E-8 0 0.1227.1E-8 0 -0.0245.1E-8 ao a1 a2 as a4 as a6 ay as ag aïo 1-8. 741 35. 514 -88.051 147.288 -173. 541 145. 819-86. 302 34. 462-8. 397 0. 951 Filtre 19 bo bi b2 bs b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 0.0327. 1E-8 0 -0.1636.1E-8 0 0. 3271. 1E-8 0 -0. 3271. lE-' 0 0.1636. 1E-8 0 -0. 0327. 1E-8 ao ai a2 as a7 a8 a9 a10 1-8. 594 34. 491-84. 795 141. 128-165. 973 139. 636-83. 012 33. 409-8. 236 0.948 Filtre 20 bo bi b2 b3 b4 b5 b6 b7 bg bg bio 0.0436.1E'' 0-0. 2180. 1E'" 0 0.4360.1 E-8 0-0.4360.1 E-8 0 0.2180. 1E-8 0 -0. 0436. 1E-8 ao a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 1-8. 430 33. 371-81.273 134. 509-157. 865 133. 003-79. 463 32. 263-8. 059 0. 945 Filtre 21 bo bi b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 bg bio 0. 0581. 1E-8 0 -0. 2905. 1E-8 0 0.5810.1 E'8 0-0.5810. 1E-8 0 0.2905. 1E-8 0 -0.0581.1E-8 ao ai a2 as a4 as a7 a8 as as 1 -8. 247 32. 149-77. 479 127. 436-149. 225 125. 925-75. 653 31. 019-7. 863 0. 942 Filtre 22 bo bi ba b3 b4 b5 b6 b7 b8 be bio 0. 0774. 1E-8 0 -0. 3871.1 E-8 0 0.7742. 1E-8 0 -0. 7742. 1E-8 0 0.38711E-8 0 0.0774.1E-8 ao ai a2 as a4 a5 a6 a7 aa 1-8. 044 30. 820-73. 414 119. 921-140. 074 118. 415-71. 582 29. 674-7. 647 0. 938 Filtre 23 bo bi b2 bs b4 b5 b6 b7 bg bs bio 0.0103. 1E-7 0 -0. 0516.1 E'0 0.1032.1 F7 0-0.1032. 1E-7 0 0.0516. 1E-7 0-0.0103. 1E-7 ao ai a2 as a4 a5 a6 a7 as ag a10 1-7. 818 29.382 -69.083 111.989 -130. 449 110. 499-67. 257 28.225 -7.410 0. 935 Filtre 24 b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 0.0137.1E-7 0 -0.0687.1E-7 0 0.1374.1E-7 0 -0.1374.1E-7 0 0.0687.1E-7 0 -0.0137.1E-7 a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 1-7. 566 27. 831-64. 498 103. 68-120. 403 102. 219-62. 693 26. 67-7. 149 0. 931

Par traitement du signal de travail au moyen des filtres 7 ainsi définis, on obtient une décomposition du signal audio numérique C en paquet d'ondelettes, chaque canal obtenu correspondant à une note de musique.

Compte-tenu que la bande passante des filtres 7 n'est pas uniforme, un temps de groupe distinct est présent en sortie. Ce temps de groupe n'est pas uniforme, il est donc nécessaire de compenser cette disparité de retard afin d'obtenir en sortie un rattrapage de phase.

Cette compensation de retard est effectuée au moyen d'un filtre 8 compensateur de retard positionné après le banc de filtres 5.

Bien entendu, la valeur du filtre de retard pur 8 correspondant à chaque filtre 7 est déterminée en fonction du temps de groupe théorique du filtre 7.

La fonction de transfert globale obtenue est la suivante : où le terme dì = retard max -#@

J, est t'estimée du délai à insérer dans la voie i (i est le canal d'analyse de la nième note). rj est l'estimée du temps de groupe de la voie i.

On donne ci-après un exemple du temps de groupe pour un banc de filtres de 24 filtres, en millisecondes Filtre Temps de groupe 1 173 2 318 3 300 4 283 5 267 6 252 7 238 8 225 9 212 10 200 11 189 12 178 13 168 14 159 15 150 16 148 17 133 18 132 19 119 20 107 21 111 22 100 23 94 24 93

Un exemple de représentation fréquentielle du dispositif selon l'invention est donné en figure 3.

Le premier graphique est une illustration de l'évolution de l'amplitude du signal (en décibel) en fonction de la fréquence.

Le deuxième graphique est une illustration de l'évolution de la phase (en degrés) en fonction de la fréquence.

Tel qu'indiqué précédemment, on adapte le nombre et les paramètres des filtres 7 à la gamme fréquentielle à analyser.

Ainsi, pour des instruments de tessiture plus importante, un nombre de filtres et de signaux de sorties Fi plus important est nécessaire.

Une implémentation en temps réel est possible en utilisant la méthode overlap save par fonction de transformée de FOURRIER qui convolue chaque réponse impulsionnelle par le signal.

REFERENCES A. signal sonore B. signal électrique audio C. signal numérique audio D. signal filtré E. signal de travail Fi. signaux de sortie fi. Fréquence d'une note 1. microphone 2. échantillonneur 3. filtre 4. sous-échantillonneur 5. banc de filtres 6. quantificateur 7. filtre 8. filtre compensateur de temps de groupe