Le concept de spectrogramme (donnant une représentation
du son en fréquences) va nous permettre de résoudre un certain
nombre de problèmes de traitement du son. Une des application possible
est celui de l'accéleration ou du ralentissement
d'un enregistrement sonore (avec le moins possible d'altérations).
Partant d'un enregistrement sonore, comment produire
un enregistrement quatre fois plus court ? Une idée simple est
de jouer l'enregistrement quatre fois plus vite. Mais le signal correspondant
est alors quatre fois plus rapide, donc sa fréquence est quatre
fois plus élevée, ce qui fait que l'on perçoit un
son quatre fois plus aigu ! Et de même, inversement, comment faire pour obtenir
un enregistrement quatre fois plus long ?
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Sinusoide
(basse fréquence, son grave) |
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La même sinusoide accélérée
4 fois. |
Pour résoudre ce problème, on utilise un
vocodeur. Un vocodeur n'est rien d'autre qu'un programme calculant le
spectrogramme associé à l'enregistrement et effectuant des
opérations sur ce spectrogramme.
La première étape est de découper l'enregistrement
en intervalles -appelées fenetres- de durée Delta_t.
Ensuite, sur chaque intervalle, on réalise une analyse en fréquences
du signal.
Pour accélérer de quatre fois le son, on
supprime trois fenetres sur quatre puis on réalise l'opération
inverse de celle faite pour obtenir le spectrogramme pour revenir à
une représentation en amplitude et pouvoir écouter le nouveau
son obtenu.
Pour ralentir de quatre fois le son, c'est le meme principe,
mais il fois cette fois créer de nouvelles fenetres. Entre quatre
fenetres adjacentes, on en crée une nouvelle dont le contenu en
fréquences est une interpolation (une sorte de moyenne) des contenus
en fréquences des quatre fenetres utilisées. On revient
enfin à une représentation en amplitude par le meme principe
que pour l'accélération (en effectuant l'opération
'inverse').
Voici un exemple d'utilisation du vocodeur. A gauche
on peut voir le son original,
et à droite le son
modifié : la première partie du son est prononcée
plus lentement, et la deuxième est accélérée.