Analyse et traitement des signaux - 2e éd.

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Les méthodes et techniques de traitement des signaux ont connu un essor sans précédent depuis ces trente dernières années. La maîtrise de l'analyse et du traitement du signal est primordiale dans le multimédia et internet, en radiotéléphonie, dans le domaine médical, dans les mesures car le technicien ou l'ingénieur doivent exploiter au mieux le signal pour en extraire l'information utile. Dans cette nouvelle édition, le cours a été entièrement actualisé pour tenir compte des nouveaux formats utilisés pour le son, l'image et la vidéo. L'étudiant trouvera aussi des exemples et des exercices d'applications supplémentaires et il pourra se référer, en fin de chaque chapitre, à des fiches méthodes.

Publié le : mercredi 14 janvier 2009
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EAN13 : 9782100539840
Nombre de pages : 328
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Chapitre1
Propriétés et acquisition des signaux sonores
Les signaux sonores et les images servent d’illustration fréquente aux méthodes expo-sées dans cet ouvrage. Il nous a semblé opportun de le débuter par une présentation du concept de son et d’image avant d’aborder des aspects plus théoriques du traitement des signaux. Les deux premiers chapitres ont été rédigés à cette fin. Ce premier chapitre aborde des généralités relatives au signal sonore. Les propriétés des sons et les caractéristiques de l’audition sont présentées dans le premier paragra-phe. Par le biais des sons musicaux, la deuxième partie aborde les aspects temporels et fréquentiels d’un signal. Les effets Doppler sonores et leurs applications font l’objet du troisième paragraphe. Ce chapitre s’achève sur les techniques d’acquisition des sons.
1.1
LES SONS ET L’AUDITION
1.1.1 Nature physique d’une onde sonore
a) Phénomène acoustique
Un son est un ébranlement élastique de l’air, d’un fluide ou d’un solide qui se mani-feste par des variations de pression autour de la pression moyenne du milieu. Lorsque le milieu est homogène, l’onde sonore se propage à vitesse constantecappelée célérité (tableau 1.1). Le vecteur des surpressions acoustiques est dans le même sens que celui de la propagation : les ondes sonores sont dites longitudinales comme l’illustre la figure 1.1 dans le cas d’un son purement sinusoïdal émis par un haut-parleur.
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1Propriétés et acquisition des signaux sonores
T 1.1C . ABLEAUÉLÉRITÉ DU SON DANS QUELQUES MILIEUX
Matériau Célérité
Air sec à 20 °C
Eau à 20 °C Acier 5 Diamant
c(m/s) 344 1 500 000 18 000
Figure 1.1Description d’une onde longitudinale.
c On notefla fréquence de l’onde sonore etλsa longueur d’onde :λ= f b) Niveau physique d’un son La pression acoustique détermine le niveauLdu son produit par une source. Le niveau, exprimé en dB SL, est relié à la pression acoustique par la relation sui-vante :
P L=(dB SL)20 log P0 2 Pou Pascal (Pa)est la pression acoustique exprimée en N/m 5 P0, fixée à 210 Pa, est la pression de référence du 0 dB SL. Une pression acoustique de 1 Pa produit un son d’un niveau de 94 dB SL. Le tableau 1.2 donne la pression acoustique et le niveau de quelques exemples sono-res. Le niveau sonore chute de 6 dB lorsque l’on double la distance séparant la source et le sonomètre à condition toutefois que le son se propage librement et sans réflexion. L’utilisation d’une échelle logarithmique pour la mesure du niveau acoustique s’im-pose pour les raisons suivantes : – la gamme de variations des sons audibles est très étendue. Le rapport de puissance entre le son le plus fort et le son le plus faible pouvant être écoutés sans détériora-12 tion de l’appareil auditif, est d’environ 10 . Une telle dynamique est incompatible avec une échelle de représentation linéaire ; – la sensation psychoacoustique du niveau d’un son suit, comme l’ont montré les tra-vaux de Fletcher, une loi à tendance logarithmique. Le doublement de la puissance d’un son ne produit pas le doublement de la sensation perçue mais une augmenta-tion de 3 dB de celle ci.
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