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Publié le : mercredi 28 mars 2012
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Source : cittagazze.com
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« ALGORITHMES D’ACQUISITION,
COMPRESSION ET RESTITUTION
DE LA PAROLE À VITESSE VARIABLE.
ÉTUDE ET MISE EN PLACE »

Projet de fin d’études de :

José HERNÁNDEZ
Avril 1995





ENSEA
École Nationale Supérieure de l'Électronique et de ses Applications
Cergy-Pontoise (Paris)












« ALGORITHMES D’ACQUISITION,
COMPRESSION ET RESTITUTION DE LA
PAROLE À VITESSE VARIABLE.
ÉTUDE ET MISE EN PLACE »



José HERNÁNDEZ
Avril 1995












ECS : Équipe Commande des Systèmes.
Dirigée par : M. Pascal GOUREAU.

Stage effectué au laboratoire ECS-ENSEA comme projet de fin d’études de la
Licence d’Informatique avec le programme ERASMUS d'échanges universitaires
réalisé entre l'ENSEA et l'UPV (Universidad Politécnica de Valencia, Espagne).










A mi hermano,
porque, después de todo,
le debo mucho de lo que soy.
Algorithmes d’Acquisition, Compression et Restitution de la Parole à Vitesse Variable Avant-Propos


AVANT-PROPOS



Le traitement de la parole s’est développé pendant les dernières
décennies dans le domaine des télécommunications. Des avancées
importantes ont été réussies sur le plan du traitement analogique et,
fondamentalement, sur le traitement numérique grâce à des techniques comme
le filtrage, les transformées, les analyses spectrales, les paramétrisations et les
algorithmes de compression.

Aujourd’hui, cependant, les applications du traitement de la parole vont
changer de destination au profit de l’utilisateur quotidien habitué aux appareils
à son numérique, aux nouvelles autoroutes de l’information et au monde du
« multimédia ». Tout cela s’intensifiera par l’augmentation de la puissance des
processeurs ou des ordinateurs actuels. L’existence des DSP (Digital Signal
Processors), très rapides et très efficaces, permet de réaliser des appareils
concrets pour des applications les plus diverses avec des algorithmes et des
facilités imaginées juste quelques années plus tôt. De plus, les ordinateurs
multimédias fournis avec des cartes de son chaque jour plus élaborées
permettent un traitement et un stockage de la parole avec tous les outils
disponibles sur un ordinateur personnel. Dans cette nouvelle étape, la qualité
du son doit être identique à celle déjà installée dans les appareils audio
numériques que chacun possède (comme les disques compacts, les cassettes
numériques, etc.).

Ce travail présente un résumé des techniques et des algorithmes qui
existent et qui vont être les plus utilisés à l’avenir. On commencera par un bref
exposé des procédures de numérisation, de filtrage, des fenêtres, des
transformées et de l’analyse spectrale en général. Après, on introduira des
compressions de bonne qualité déjà évaluées et on discutera de leur mise en
place.

Quant à la partie réalisation des algorithmes, j’ai développé des
modifications des versions traditionnelles et j’ai effectué des nouveaux
algorithmes de compression, des algorithmes innovateurs de vitesse variable et
de comparaison de sons. La complexité de tout ceci a été évaluée avant une
possible mise en œuvre.
Tout cela se concrétise par deux réalisations :
• Primo, un outil multimédia de simulation pour P.C. qui sert à
montrer les possibilités de traitement de la parole (avec des
connaissances informatiques et des besoins matériels
minimaux pour un utilisateur habituel).
• Secundo, une mise en place sur DSP (ou ASIC) pour montrer
la facilité de réalisation d’un appareil spécifique de coût réduit
- I -
Algorithmes d’Acquisition, Compression et Restitution de la Parole à Vitesse Variable Avant-Propos
pour une application concrète (dans notre cas, l’apprentissage
des langues).
- II -

PLAN GÉNÉRAL







AVANT-PROPOS.................................................................................................................................................. I
PLAN GÉNÉRAL...............III
REMERCIEMENTS.............................................................................................................................................V

CHAPITRE 1 INTRODUCTION .........................................................................................................................1
CHAPITRE 2 LE TRAITEMENT NUMÉRIQUE DE LA PAROLE.............................13
CHAPITRE 3 COMPRESSION .........................................................................................................................47
CHAPITRE 4 VITESSE VARIABLE................83
CHAPITRE 5 MESURES DE QUALITÉ........................................................................................................107
CHAPITRE 6 MESURES DE COMPLEXITÉ...............................119
CHAPITRE 7 SIMULATION : L’OUTIL ACCORDION.............................................................................129
CHAPITRE 8 MISE EN OEUVRE ..................................................155
CHAPITRE 9 RÉSULTATS ET CONCLUSIONS.........................................................................................167

ANNEXE A BIBLIOGRAPHIE .......................................................................................................................171
ANNEXE B REFERENCES..............................183
ANNEXE C ADRESSES INTERNET ..............................................................................................................199
ANNEXE D GLOSSAIRE DE TERMES ET D’ACRONYMES...205
ANNEXE E ÉQUIPEMENT .............................................................................................................................209
ANNEXE F ÉVOLUTION DU PROJET.........................................221
ANNEXE G LISTINGS SELECTIONNES......................................................................237

INDEX.................................................................................................................................................................285
- III -
Algorithmes d’Acquisition, Compression et Restitution de la Parole à Vitesse Variable Plan Général
TABLE DES MATIÈRES .................................................................................................................................289
NOTES ................................295
- IV -
Remerciements




« Les six premiers mois sont les plus difficiles... »





Ce travail aurait été impossible sans l’inestimable collaboration de Boris Siepert, qui a
eu la patience de m’aider avec mon français les premières semaines, de m’introduire dans le
monde du traitement de la parole, d’ajouter des nombreux commentaires et idées à mon
projet et, fondamentalement, de rendre mes heures de travail dans le laboratoire un peu
plus agréables.

Je veux également remercier toutes les personnes qui, comme Erwan Humbert, ont
lu les premiers brouillons de ce rapport pour corriger les nombreuses fautes d’orthographe ;
ou tous les autres membres de l’ECS comme Aziz Djermoune parce que nous partageons le
même concept de profiter du temps.

Je doit donner une mention spéciale à mon directeur de projet, Pascal Goureau, qui
m’a donné un peu de son précieux temps pour m’expliquer (avec ma connaissance réduite
de la langue) les objectifs de ce travail et qui progressivement l’a augmenté jusqu’à son
heureux achèvement. De plus, l’encouragement mis par le P.D.G. de BARTHE, M.
Troïanowski, pour continuer ce projet est un orgueil pour moi, car c’est implicitement une
reconnaissance de la valeur de mon travail.

En rapport avec mon séjour en France, je dois reconnaître l’appui moral de mes amis
Fédérico García-Lorca et Ricardo Sánchez qui souvent venaient m’enlever de l’écran de
l’ordinateur pour prendre l’air à Paris ou simplement converser un peu en espagnol.

Finalement, à tous ceux que j’ai laissés à Valence pendant six mois : Des amis et
collègues comme Sergio Talens qui me tenaient à jour de toutes les nouvelles via l’Internet,
la famille et particulièrement à Nieves, lesquels m’ont encouragé, directement ou
indirectement, à bien travailler pour finir le plus tôt possible.


Cergy, 10 avril 1995
- V -


Chapitre 1
INTRODUCTION







On va présenter dans ce chapitre, les conditions et le but de ce travail, avant
d’entrer dans le sujet lui-même.

1.1. Le programme ERASMUS :

Ce projet est inscrit dans le projet ERASMUS de l’Union Européenne
d’échanges d’étudiants, de professeurs et de chercheurs avec des établissements
d’enseignement supérieur en Europe. Les deux institutions sont concrètement
l’ENSEA (Ecole Nationale Supérieure de l’Electronique et de ses Applications) à
Cergy-Pontoise (France) et l’UPV (Universidad Politécnica de Valencia) à Valence
(Espagne).

Il s’agit d’un séjour de six mois à l’ENSEA pour la réalisation du projet de fin
d’études afin d’obtenir la maîtrise d’informatique dont j’ai suivi les cours pendant cinq
années dans mon Université d’origine.
- 1 -
Algorithmes d’Acquisition, Compression et Restitution de la Parole à Vitesse Variable Chapitre 1

1.2. L’ENSEA :

C’est l’un des seuls établissements publics en Ile-de-France formant des
ingénieurs électroniciens de haut niveau, sous la tutelle du Ministère de l’Éducation
Nationale et de la Recherche. L’ENSEA (École Nationale Supérieure de l’Électronique
et de ses Applications) a été l’une des toutes premières Grandes Écoles à s’installer à
Cergy-Pontoise. Cergy accueille une université qui, avec une venue à terme de 20.000
étudiants, deviendra un des grands pôles universitaires français.

Avec 150 ingénieurs formés chaque année, l’ENSEA compte parmi ses anciens
élèves des dirigeants des plus grandes firmes électroniques internationales.

Implantée depuis 17 ans dans la ville nouvelle, l’ENSEA a été fondée sur les
bases de l’ancien Institut d’Electronmécanique et d’Electrométallurgie de Paris créé
dès 1941.

Au rythme de l’évolution de la recherche, l’établissement est devenu École
Nationale de Radiotechnique et d’Électricité Appliquée (ENREA) avant de se
concentrer, quelques années plus tard, sur la « fée électronique » qui n’en finit pas de
révolutionner notre quotidien.

Aujourd’hui, l’ENSEA a pour mission la formation initiale d’ingénieurs
électroniciens de recherche, d’études de développement, aptes à apporter leur
concours dans tous les secteurs de l’électronique et de l’informatique. L’École propose
aussi des cycles de formation continue destinés à des ingénieurs et des cadres de
l’industrie, soit pour leur permettre de suivre l’évolution de l’électronique, soit pour
assurer leur promotion au sein de leur entreprise.

Depuis longtemps l’industrie et le gouvernement reconnaissent l’ENSEA
comme l’une des meilleures écoles françaises dans le domaine de l’électronique. Elle
fait partie du groupe des 200 institutions d’élite, les Grandes Écoles, qui constituent le
point culminant de l’enseignement supérieur en France.

Le fait qu’une majorité de gérants et de cadres des plus importantes
entreprises françaises soit diplômée d’une Grand École, que 23.500 diplômes
d’ingénieur soient délivrés chaque année, donne une idée de l’importance de ces
écoles pour l’industrie française.

L’ENSEA, comme toutes les Grandes Écoles, se distingue par :

- Une admission hautement sélective par le biais d’un concours national
après 2 ou 3 ans de préparation ;

- Une faible taille et une totale autonomie ;

- Des liens étroits avec l’industrie grâce à la coopération, par des stages
et par la recherche ;

- Un grand nombre de matières enseignées et un rapport
professeur/élève élevé.

L’ENSEA dispose d’un centre de recherche de très haut niveau dont les
travaux font l’objet de publications régulières. Les Laboratoires de Micro-ondes,
Traitement des Images et du Signal et Commande des Systèmes poursuivent des
- 2 -

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