Pierre Hanna PhD Thesis
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PhD Thesis:
Le travail que j'ai effectué de octobre 2000 à décembre 2003 s'est déroulé au LaBRI (Laboratoire de Recherche en Informatique de Bordeaux) dans l'équipe Image et Son, et plus particulièrement au sein du SCRIME, cellule d'activités rassemblant compositeurs et scientifiques. La direction de ma thèse a été assurée par Myriam Desainte-Catherine, et j'ai été allocataire d'une bourse MENRT..
Les compositeurs de musique électroacoustique utilisent souvent des bruits naturels (grincements, frottements, ...). Au début du 20ème siècle des compositeurs ont commencé à intégrer ces sons riches et complexes dans des pièces musicales. Des compositeurs comme Pierre Schaeffer ont ainsi été amenés à définir un nouveau vocabulaire adapté à ce type de sons.
Les sons utilisés proviennent pour la majeure partie d'enregistrements, souvent multiples, avant d'obtenir la source escomptée. L'utilisation de l'informatique et du numérique doit pouvoir permettre une représentation mathématique intuitive, permettant d'effectuer des transformations pertinentes à la fois du point de vue musical et du point de vue de la perception.
Defense:
J'ai soutenu ma thèse le 12 décembre 2003 au LaBRI devant le jury composé de :


Daniel Arfib, Directeur de Recherche LMA-CNRS, Marseille (rapporteur)
Myriam Desainte-Catherine, Professeur à l'ENSEIRB, Bordeaux
William Hartmann, Professeur, Michigan State University, Etats-Unis
François Pachet, Chercheur à Sony CSL, Paris (rapporteur)
Xavier Rodet, Professeur, IRCAM, Paris
Robert Strandh, Professeur à l'Université de Bordeaux 1 (président)

Links:

  • Le résumé de ma thèse au format ps, pdf et html
  • The abstract of my Ph.D thesis in ps, pdf and html
  • La version complète au format ps.gz (2 Mo), ps (14 Mo) et pdf (3 Mo).


  • Abstract:

    Statistical modeling of noisy sounds:

    spectral density, analysis, musical transformations, and synthesis


    Abstract: Computers offer new possibilities concerning sound processing. Existing research essentially concerns the modeling of the periodic parts of sounds. However, noisy sounds are more and more used in musical compositions.

    Existing models consider sounds, or their noisy parts, as filtered white noise. Psychoacoustic studies about the perception of the spectral density of frequencies show that this assumption represents a restriction. We present a new spectral and statistical model, called CNSS, based on the thermal noise model. A noisy sound is defined by a fixed number of sinusoids. The CNSS model proposes new controls related to the distributions of the frequency and phase of the sinusoids, and thus provides new musical transformations.

    A general analysis method for noisy sounds is proposed. We describe a first method which characterizes partials of the noisy components in the spectrum by statistically studying their intensity fluctuations. A second method defines parts of the temporal representation that contain transients by studying the distribution of the samples of the signal. Lastly, we detail a new technique which approximates the spectral density. The parameters of the CNSS model can then be estimated.

    Then, the synthesis algorithms related to the CNSS model are then detailed. Moreover, problems due to the window overlap during the synthesis of random sounds are explained and some solutions are proposed.

    The CNSS model has been implemented and provides real-time synthesis of noisy sounds. This implementation is planned to be integrated in the computer-assisted early-learning tool Dolabip, which is developed at the SCRIME. It is also a platform for exploring sounds and a sound synthesis for psychoacoustic experiences.


    Discipline: Computer-Science


    Keywords: statistical modeling, stochastic part, spectral density, analysis and synthesis of sound, noises, real-time additive synthesis.