Analyse temps fréquence et son spatialisé
Télécharger en PDF- Responsable de l'UE : Sylvain ARGENTIERI (sylvain.argentieri@sorbonne-universite.fr)
- Code UE : UM4RBI23-Son
- Volumes horaires / étu : 12 h Cours, 6 h TD, 10 h TP
- Nombre de crédits de l'UE/EC : 3 ECTS
- Parcours-type :
- Semestre où l'enseignement est proposé : S1 S2 S3 S4
- Langue d'enseignement : Français Anglais
- Public concerné : Département SDI Autre (préciser) :
- Localisation : Campus PMC Autre (préciser) :
Thématique
Cette UE vise à former les étudiants à l’analyse et au traitement en temps et en fréquence d'un signal audio spatialisé, capturé depuis des dispositifs d'antennerie ou binauraux. L’enseignement se focalise ensuite sur l’analyse et la synthèse d'un champ sonore 3D.
Mots-clés : Traitement du signal, signal audio spatialisé, analyse temps-fréquence, propagation acoustique ; localisation de source : beamforming, méthodes haute-résolution, perception binaurale ; harmoniques sphériques, Wave Field Synthesis (WFS), Ambisonie.
Prérequis
Afin de suivre cette UE, doivent être acquis précédemment :
- Traitement du signal analogique : convolution, série et transformée de Fourier à temps continu ;
- Traitement du signal discret : transformée de Fourier des Signaux Discrets, Transformée de Fourier Discrète, corrélation ;
- Notions de base en algèbre linéaire.
Acquis d'apprentissage visés (AAV)
À l'issue de cette UE, les étudiantes ou étudiants seront capables de :
- Comprendre et modéliser la propagation d'une source dans un environnement idéal.
- Identifier les caractéristiques d’un signal audio spatialisé dans les domaines temporel et fréquentiel
- Modéliser la mesure d'information acoustique depuis un dispositif constitué d'un ou plusieurs microphones
- Analyser des signaux multicanaux pour estimer la position d'une ou plusieurs sources sonores dans l'espace
- Modéliser l'effet acoustique d'une tête sur un système de captation binaural
- Savoir décomposer un champ acoustique sous la forme d'harmoniques sphériques
- Analyser et synthétiser un champ sonore
- Mettre en œuvre un système de captation multi-voies
- Implémenter les algorithmes de localisation, d'analyse et de synthèse d'un champ sonore
Séquencement et modalités de l'enseignement (indicatif)
| Semaine | C/TD/TP | Contenu | Préparation | AAV associé(s) |
|---|---|---|---|---|
| S1 | C1 | Bases d'acoustique : propagation avec ou sans source | AAV1-2 | |
| S2 | C2 | Localisation de sources sonores : modélisation et application au beamforming | AAV2-3 | |
| S3 | TD1 | Acoustique : fonctions de Green, ondes planes/sphériques | AAV1 | |
| S4 | C3 | Localisation de sources sonores : méthodes haute résolution (MUSIC, DUET/ESPRIT) | AAV3-4 | |
| S5 | TP1 (4h) | Caractérisation d'une propagation acoustique | AAV1-2 | |
| S6 | C4 | Localisation de sources sonores : perception binaurale (HRTF, spatialisation) | AAV3-5 | |
| S7 | TD2 | Localisation de sources sonores : estimation de TDOA par corrélation généralisée | AAV3-4 | |
| S8 | C5 | Décomposition en harmoniques sphériques | AAV6 | |
| S9 | TP2 (3h) | Mise en œuvre expérimentale d'une méthode de localisation | AAV8-9 | |
| S10 | C6 | Analyse-synthèse du champ sonore (WFS, Ambisonie, beamforming modal) | AAV7 | |
| S11 | TD3 | QCM + Analyse temps/fréquence/espace | AAV7 | |
| S12 | TP3 (3h) | Mesure et analyse de réponses impulsionnelles spatialisées | AAV8-9 |
Déroulement de l'UE
L’UE se déroule en 3 séquences :
-
Séquence 1 : Bases d'acoustique = C1+TD1+TP1
-
Séquence 2 : son spatialisé; application à la localisation de sources (C3/4/5 + TD2 + TP2)
-
Séquence 3 : sons spatialisé, analyse-synthèse temps-fréquence-espace (C5/6 + TD3 + TP3)
Modalités d'évaluation des acquis d'apprentissage (1ère session)
| Semaine | Indiv/collectif | Présentiel/distanciel | Type d'examen | AAV évalué(s) | Barème % |
|---|---|---|---|---|---|
| S11 | Individuel | Présentiel | QCM | AAV 1 à 5 | 15% |
| S13 | Individuel | Présentiel | Ecrit | AAV 1 à 7 | 50% |
| S13 | Individuel | Présentiel | TP | AAV 8-9 | 35% |
2nde session
| Session | Indiv/collectif | Présentiel/distanciel | Type d'examen | AAV évalué(s) | Barème % |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | Individuel | Présentiel | Écrit | 65% | |
| 1 | Individuel | Présentiel | TP | AAV 8-9 | 35% |
Références bibliographiques
- Bruneau, M. (2013). Fundamentals of acoustics. John Wiley & Sons.
- Hartmann, 1996, "signal, sound and sensation", Springer-Verlag
- Imai & Abe, "Spectral Envelope Extraction by Improved Cepstral Method"
- Van Trees, Harry L. (2002). Optimum Array Processing: Part IV of Detection, Estimation, and Modulation Theory. Wiley.
- Rafaely, B. (2019), Fundamentals of Spherical Array Processing. Springer
Date de génération de la fiche d'UE : 14/01/2026
