From Physical Nonlinearities to Sound Perception
Des non-linéarités physiques à la perception sonore
Résumé
The work carried out in this thesis aims to design a model for environmental sound synthesis, taking into account the nonlinear phenomena involved in the physical modeling of sound sources. We seek to propose a simplified model of the sound signal that aligns with human perception. The methodology followed is as follows: -Generate a corpus through the physical simulation of sound sources, where the nonlinear behavior is representative of previously classified sound percepts; -Determine the corresponding sound morphologies through the analysis of non-stationary signals from the corpus; -Design a coherent model of the sound signal aligned with perception; -Evaluate and calibrate the transcription of the phenomenon in the signal model using listening tests. After specifying the context and the stakes of this subject, we present the generation of a sound corpus and the determinations of associated sound morphologies for two characteristic cases of nonlinear phenomena: the perturbation of vibrations in a stiff string by a rigid obstacle and the vibrations of a thin plate for large amplitudes of elastic vibrations. We have deduced that a common aspect in these two cases is the transfer of energy to high frequencies. We then propose a signal model for energy transfers between modes for the synthesis of sounds corresponding to nonlinear phenomena, and we evaluate the transcription of the phenomena by the signal model using listening tests.
Le travail effectué dans cette thèse a pour objectif de concevoir un modèle pour la synthèse de son d'environnement prenant en compte les phénomènes non-linéaires intervenant dans la modélisation physique des sources sonores. Nous cherchons à proposer un modèle simplifié du signal sonore en adéquation avec la perception humaine. La méthodologie suivie consiste à : - générer un corpus par la simulation physique de sources sonores dont le comportement non-linéaire est représentatif de percepts sonores préalablement classifiés ; - déterminer les morphologies sonores correspondantes à partir de l'analyse des signaux non-stationnaires du corpus ; - concevoir un modèle de signal simplifié cohérent avec la perception ;- évaluer et calibrer la transcription du phénomène dans le modèle de signal à l'aide de tests d'écoute. Après avoir précisé le contexte et les enjeux de ce sujet, nous présentons la génération d'un corpus de sons et les déterminations des morphologies sonores associées pour deux cas de figures caractéristiques des phénomènes non-linéaires dans la production des sons solidiens : la perturbation des vibrations d'une corde raide par un obstacle rigide et les vibrations d'une plaque mince pour de grandes amplitudes de vibrations élastiques. Nous en avons déduit qu'un aspect commun à ces deux cas de figure était les transferts d'énergie vers les hautes fréquences. Nous proposons ensuite un modèle de signal pour les transferts d'énergie entre les modes pour la synthèse de sons correspondant à des phénomènes non-linéaires et nous évaluons la transcription des phénomènes par le modèle de signal à l’aide de tests d'écoute.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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